Антропогенное воздействия на гидросферу и ее защита. Антропогенные воздействия на гидросферу и литосферу

Понятие антропогенных факторов и общий механизм их влияния

Экологический фактор - любой элемент окружающей среды, способный прямо или косвенно влиять на живой организм, хотя бы на одном из этапов его индивидуального развития.

Слово "антропогенный" означает, обусловленный деятельностью человека (человечества).

Антропогенные факторы - совокупность факторов окружающей среды, обусловленных случайной или преднамеренной деятельностью человечества за период его существования. Данные факторы в настоящее время оказывают непосредственное влияние на структуры экосистемы и изменение химического состава и режима, в том числе и гидросферы.

Гидросфера (в переводе с греч. Hydro - вода и sphaire - шар) - водная оболочка Земли - место обитания гидробионтов, совокупность океанов, их морей, озер, прудов, водохранилищ, рек, ручьев, болот (некоторые ученые включают в гидросферу также подземные воды всех типов, поверхностные и глубинные).

Гидробиосфера распадается на мир континентальных, главным образом пресных, вод - аквабиосферу (с аквабионтами) и область морей и океанов - маринобиосферу (с маринобионтами).

Говоря об антропогенном воздействии необходимо сказать о среде и условиях существования организмов, так как непосредственное влияние оказывается на них. Среда - это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие. Из среды организмы получают все необходимое для жизни и в нее же выделяют продукты обмена веществ. Среда каждого организма слагается из множества элементов неорганической и органической природы и элементов, привносимых человеком и его производственной деятельностью. Таким образом, если нарушается баланс элементов то организмы либо адаптируются к данным изменениям, либо исчезают. Все приспособления организмов к существованию в различных условиях выработались исторически. В результате сформировались специфические для каждой географической зоны группировки растений и животных. Поэтому если изменения произойдут быстро то, скорее всего что организмы не смогут приспособиться к новым условиям существования и погибнут.

Отдельные свойства или элементы среды, воздействующие на организмы, называются экологическими факторами.

Многообразие экологических факторов подразделяется на две большие группы: абиотические и биотические.

Абиотические факторы - факторы неорганической (неживой) природы. Это свет, температура, влажность, давление и другие климатические и геофизические факторы; природа самой среды - воздушной, водной, почвенной; химический состав среды, концентрации веществ в ней. К абиотическим факторам относят также физические поля (гравитационное, магнитное, электромагнитное), ионизирующую и проникающую радиацию, движение сред (акустические колебания, волны, ветер, течения, приливы), суточные и сезонные изменения в природе. Многие абиотические факторы могут быть охарактеризованы количественно и поддаются объективному измерению.

Биотические факторы - это прямые или опосредованные воздействия других организмов, населяющих среду обитания данного организма. Все биотические факторы обусловлены внутривидовыми (внутрипопуляционными) и межвидовыми (межпопуляционными) взаимодействиями.

Особую группу составляют антропогенные факторы, порожденные деятельностью человека, человеческого общества. Часть их связана с хозяйственным изъятием природных ресурсов, нарушением естественных ландшафтов. Это вырубка лесов, распашка степей, осушение болот, промысел растений, рыб, птиц и зверей, замена природных комплексов сооружениями, коммуникациями, водохранилищами, свалками и пустырями. Другие антропогенные воздействия обусловлены загрязнением природной среды (в том числе и среды обитания человека) - воздуха, водоемов, земли побочными продуктами, отходами производства и потребления. Преобладающая часть антропогенных факторов, связанная с производством, с применением техники, машин, с влияниями промышленности, транспорта, строительства на природные экологические системы и окружающую человека среду, носит название техногенных факторов.

Соглашаясь с вышеуказанным, мы все же считаем более правильным классифицировать антропогенные факторы, как часть факторов биотического влияния, так как понятие "биотические факторы" охватывает действия всего органического мира, к которому принадлежит и человек. Антропогенные факторы мы и будем рассматривать.

Общая характеристика гидросферы

Гидросфера как водная среда жизни занимает около 71% площади и 1/800 часть объема земного шара. Основное количество воды, более 94%, сосредоточено в морях и океанах.

В пресных водах рек, озер количество воды не превышает 0,016% общего объема пресной воды.

В океане с входящими в него морями прежде всего различают две экологические области: толщу воды - пелагиалъ и дно - бенталь. В зависимости от глубины бенталь делится на сублиторольную зону - область плавного понижения суши до глубины 200 м, батиальную - область крутого склона и абиссальную зону - океанического ложа со средней глубиной 3-6 км. Более глубокие области бентали, соответствующие впадинам океанического ложа (6-10 км), называют ультраабиссалью. Кромка берега, заливаемая во время приливов, называется литоралью. Часть берега выше уровня приливов, увлажняемая брызгами прибоя, получила название супралиторали.

Открытые воды Мирового океана также делятся на зоны по вертикали соответственно зонам бентали: типелигиалъ, бати-пелигиаль, абиссопелигиаль.

В водной среде обитает примерно 150 000 видов животных, или около 7% общего их количества (рис.5.4) и 10 000 видов растений (8%).

Следует обратить внимание и на то, что представители большинства групп растений и животных остались в водной среде (своей "колыбели"), но число их видов значительно меньше, чем наземных. Отсюда вывод - эволюция на суше проходила значительно быстрее.

Разнообразием и богатством растительного и животного мира отличаются моря и океаны экваториальных и тропических областей, в первую очередь Тихого и Атлантического океанов. На север и юг от этих поясов качественный состав постепенно обедняется. Например, в районе Ост-Индского архипелага распространено не менее 40 000 видов животных, тогда как в море Лаптевых всего 400. Основная масса организмов Мирового океана сосредоточена на относительно небольшой по площади зоне морских побережий умеренного пояса и среди мангровых зарослей тропических стран.

Удельный вес рек, озер и болот, как уже было отмечено ранее, по сравнению с морями и океанами незначителен. Однако они создают необходимый для растений, животных и человека запас пресной воды.

Известно, что не только водная среда оказывает сильное влияние на ее обитателей, но и живое вещество гидросферы, воздействуя на среду обитания, перерабатывает ее и вовлекает в круговорот веществ. Установлено, что вода океанов, морей, рек и озер разлагается и восстанавливается в биотическом круговороте за 2 млн лет, т.е. вся она прошла через живое вещество на Земле не одну тысячу раз.

Следовательно, современная гидросфера представляет собой продукт жизнедеятельности живого вещества не только современной, но и прошлых геологических эпох.

Характерной чертой водной среды является ее подвижность, особенно в проточных, быстро текущих ручьях и реках. В морях и океанах наблюдаются приливы и отливы, мощные течения, штормы. В озерах вода перемещается под действием температуры и ветра.

Антропогенное воздействие на гидросферу

Классификация техногенных воздействий, обусловленных загрязнением среды, включает такие основные категории:

Материально-энергетические характеристики воздействий: механические, физические (тепловые, электромагнитные, радиационные, акустические), химические, биологические факторы и агенты и их различные сочетания). В большинстве случаев в качестве таких агентов выступают эмиссии (т.е. испускания - выбросы, стоки, излучения и т.п.) различных технических источников.

Количественные характеристики воздействия: сила и степень опасности (интенсивность факторов и эффектов, массы, концентрации, характеристики типа "доза - эффект", токсичность, допустимость по экологическим и санитарно-гигиеническим нормам); пространственные масштабы, распространенность (локальные, региональные, глобальные).

Временные параметры и различия воздействий по характеру эффектов: кратковременные и длительные, стойкие и нестойкие, прямые и опосредованные, обладающие выраженными или скрытыми следовыми эффектами, обратимые и необратимые, актуальные и потенциальные; пороговость эффектов.

Категории объектов воздействия: различные живые реципиенты (т.е. способные воспринимать и реагировать) - люди, животные, растения; компоненты окружающей среды (среда поселений и помещений, природные ландшафты, поверхность земли, почва, водные объекты, атмосфера, околоземное пространство); изделия и сооружения.

Действие человека как экологического фактора в природе огромно и чрезвычайно многообразно. В настоящее время ни один из экологических факторов не оказывает столь существенного и всеобщего, т.е. планетарного, влияния, как человек, хотя это наиболее молодой фактор из всех действующих на природу. Влияние антропогенного фактора постепенно усиливалось, начиная от эпохи собирательства (где оно мало чем отличалось от влияния животных) до наших дней, эпохи научно-технического прогресса и демографического взрыва.

Влияние антропогенного фактора в природе может быть как сознательным, так и случайным, или неосознанным.

Загрязнение водоемов зависит от различных факторов миграции веществ в аквальных системах, среди которых важнейшими являются степень проточности водоема (река, озеро, водохранилище), масса и состав гидрополлютантов, температура и состав воды, насыщенность ее органикой, тип бассейна, количество и состав растений и животных водоема. Этими факторами определяется соотношение между осаждением, разбавлением, выносом и гидро - и биохимической трансформацией загрязнителей, т.е. путями самоочищения водоема.

Состав, количество и опасность гидрополлютантов. Основной причиной современной деградации природных вод Земли является антропогенное загрязнение. Главными его источниками служат:

сточные воды промышленных предприятий;

сточные воды коммунального хозяйства городов и других населенных пунктов;

стоки систем орошения, поверхностные стоки с полей и других сельскохозяйственных объектов;

атмосферные выпадения загрязнителей на поверхность водоемов и водосборных бассейнов. Кроме этого неорганизованный сток осадков (ливневые стоки, талые воды) загрязняет водоемы техногенными терраполлютантами.

Антропогенное загрязнение гидросферы в настоящее время приобрело глобальный характер и существенно уменьшило доступные эксплуатационные ресурсы пресной воды на планете. Общий объем промышленных, сельскохозяйственных и коммунально-бытовых стоков достигает 1300 км 3 (по некоторым оценкам до 1800 км 3), для разбавления которых требуется примерно 8,5 тыс. км 3 воды, т.е. 20% полного и 60% устойчивого стока рек мира. Причем по отдельным водным бассейнам антропогенная нагрузка гораздо выше средних значений.

Общая масса загрязнителей гидросферы огромна - около 15 млрд т в год. К наиболее опасным загрязнителям относятся соли тяжелых металлов, фенолы, пестициды и другие органические яды, нефтепродукты, насыщенная бактериями биогенная органика, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) и минеральные удобрения.

Кроме химического загрязнения водоемов определенное значение имеют также механическое, термическое и биологическое загрязнение. Для определения опасности нарушений поверхностных природных водоемов важен еще и объем безвозвратного водопотребления. В основе оценки опасности всех видов нарушений лежит общий принцип, основанный на определении объемов загрязненных стоков и размеров превышений их нормативных уровней.

Загрязнение вод России. Для загрязнения природных вод наибольший интерес представляют региональные, бассейновые особенности. По существующей санитарной классификации сточные воды в зависимости от степени загрязнения подразделяют на нормативно чистые (они не проходят очистки), нормативно-очищенные и загрязненные.

В РФ на одного человека образуется примерно в 1,5 раза больше хозяйственных стоков, чем в среднем в мире. В 1996 г. в поверхностные водные объекты было сброшено 58,9 км 3 сточных вод. Около 38% (22,4 км 3) сточных вод отнесены к категории загрязненных. С ними сброшено в водоемы свыше 700 тыс. тонн загрязнителей: нефтепродуктов - 9,3, взвешенных веществ - 619, фосфора - 32, СПАВ - 4, соединений меди - 0,2, железа и цинка - 19,7, фенола - 0,1 тыс. т. Реальная масса загрязнителей, поступающих в водоемы, значительно больше, поскольку в приведенных данных не учтены атмосферные выпадения загрязняющих веществ, смыв органики и ядохимикатов с сельскохозяйственных угодий и др. Основной объем сброшен предприятиями промышленности (33%) и коммунального хозяйства (61%). Объем нормативно-очищенных стоков составляет 10% от всех вод, требующих очистки, что является следствием низкой эффективности работы имеющихся очистных сооружений.

Качество воды в большинстве водных объектов России не отвечает нормативным требованиям. Ежегодно растет число створов с высоким уровнем загрязнения (более 10 ПДК), есть случаи экстремально высокого загрязнения (более 100 ПДК). Учет сброса сточных вод и система их оценки пока не упорядочены. Так, коллекторно-дренажные воды с орошаемых земель условно относятся к категории нормативно чистых, хотя обычно они загрязнены ядохимикатами, соединениями азота и фосфора. Для достижения нормального качества такие условно "чистые" воды требуют разбавления в 10-50 раз.

Существенная доля хозяйственно-питьевого водоснабжения базируется на подземных водах. Хотя они лучше защищены от проникновения поллютантов, но также подвергаются техногенному воздействию из-за загрязнения почвы и наземных водотоков. Оно происходит в первую очередь вокруг крупных промышленных центров, а также в районах интенсивного земледелия с применением химических удобрений, пестицидов и в местах расположения крупных животноводческих комплексов. На территории России выявлено около 1400 очагов загрязнения подземных вод, 80% которых находится в европейской части.

Состояние водных источников и систем централизованного водоснабжения в Российской Федерации не может гарантировать требуемого качества питьевой воды. В 19% г.75% исследованных проб были нестандартны по вкусовым качествам, 23% проб не отвечали гигиеническим требованиям по химическим и 11,4% - по микробиологическим показателям. В целом почти половина жителей страны потребляет недоброкачественную воду.

Приведенные данные свидетельствуют, что масштабы и темпы загрязнения гидросферы намного выше, чем других природных сред. Обостряющаяся водохозяйственная обстановка в России из-за сброса загрязненных стоков в водные объекты и нерационального использования воды наносит огромный экономический ущерб. Нарастающая деградация природных вод требует решительных действий и специальных целевых программ по их спасению.

Существенной географической особенностью загрязнения рек России является то, что основные промышленные районы и наибольшая концентрация населения приурочены главным образом к верховьям водосборных бассейнов (Центр, бассейн Камы, Среднее Поволжье, Урал, Кузбасс, верхние течения Оби, Енисея, Ангары). Поэтому главные реки России - Волга, Дон, Кубань, Обь, Енисей, Лена, Печора - в той или иной мере загрязнены на всем протяжении и оцениваются как загрязненные, а их крупные притоки - Ока, Кама, Томь, Иртыш, Тобол, Исеть, Тура - относятся к категории сильно загрязненных. Несмотря на уменьшение сброса сточных вод, связанное со спадом производства, наблюдается рост загрязнения рек.

Очень серьезные экологические проблемы возникли в бассейне Волги. Ее сток составляет только 5% от суммарного речного стока РФ. В то же время на хозяйственные нужды из Волги ежегодно забирается более 30 км 3 свежей воды, т.е. треть всего водозабора России. А взамен река получает 19 км 3 стоков - 39% от общего объема загрязненных сточных вод, образующихся на территории страны. От городов и промышленных предприятий, расположенных на берегах Волги и ее притоков, ежегодно в реку, а затем и в Каспий поступают сотни тысяч тонн нефтепродуктов, взвешенных веществ, сульфатов, органики, аммонийного азота, нитратов и нитритов, соединений тяжелых металлов и других загрязнителей.

Исследования, проведенные в бассейне Волги, показали, что две трети веществ, поступающих со сточными водами промышленных предприятий, "проскакивают" через городские очистные сооружения и остаются в воде. Смесь "очищенных" таким образом промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод для ликвидации токсичности требует разбавления в 50-200 раз. Следовательно, для разбавления поступающих ежегодно в Волгу 19 км 3 сточных вод требуется от 950 до 3800 км 3 чистой воды, а среднегодовой сток Волги равен всего 254 км 3 .

Угрожающие размеры принимает загрязнение морей и всего Мирового океана, которому в условиях современной цивилизации отведена роль гигантской мусорной свалки. Реки выносят большую часть поступающих в них стоков в моря. В составе речного стока и атмосферных выпадений в разные части океана попадает 100 млн т тяжелых металлов. Почти 70% загрязнений морской среды связано с наземными источниками, поставляющими промышленные стоки, мусор, химикаты, пластмассы, нефтепродукты, радиоактивные отходы. К числу наиболее опасных загрязнителей морей относятся нефть и нефтепродукты. Общее загрязнение ими Мирового океана превысило 6 млн т в год, причем из всех источников вклад судоходства (включая аварии танкеров) стал уже выше поступления с материковым стоком: соответственно 35% и 31%. Каждая тонна нефти покрывает тонкой пленкой порядка 12 км 2 водной поверхности. По оценкам специалистов, нефтью уже загрязнена 1/5 акватории Мирового океана. Нефтяная пленка приводит к гибели живых организмов, млекопитающих и птиц, нарушает процессы фотосинтеза и, следовательно, газообмен между гидросферой и атмосферой.

Все внутренние моря Российской Федерации испытывают интенсивную антропогенную нагрузку, как на самой акватории, так и в результате техногенного воздействия на водосборном бассейне. К охарактеризованному выше стоку загрязненной волжской воды в Каспийское море добавляется непосредственное его загрязнение морским нефтепромыслом. Концентрация нефтепродуктов и фенолов в акваториях северного и восточного Каспия составляет 4-6 ПДК, а у берегов Азербайджана - 10-16 ПДК! Нефтепродуктами сильно загрязнены все европейские моря - Средиземное, Северное, Балтийское.

Степень загрязнения морской воды принято характеризовать классом качества с 1 по 7 с соответствующей оценкой от "очень чистая" до "чрезвычайно грязная". Морские воды Черноморского побережья от Анапы до Сочи характеризуются как загрязненные (IV класс) и умеренно загрязненные (III класс). Воды восточной части Финского залива Балтийского моря относятся к грязным (V класс) и очень грязным (VI класс). Во многих морях превышены ПДК нефтяных углеводородов, фенолов, аммонийного азота, пестицидов, СПАВ, ртути. Особую озабоченность вызывает захоронение радиоактивных отходов в северных морях.



Антропогенные воздействия на гидросферу Загрязнение гидросферы Существование биосферы и человека всегда было основано на использовании воды. Человечество постоянно стремилось к увеличению водопотребления оказывая на гидросферу огромное и многообразное давление. На нынешнем этапе развития техносферы когда в мире еще в большей степени возрастаем воздействие человека на гидросферу это выражается в проявлении такого страшного зла каким является химическое и бактериальное загрязнение вод.

Поделитесь работой в социальных сетях

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск

Антропогенные воздействия на гидросферу и литосферу

1. 1. Загрязнение гидросферы
   2. Защита гидросферы
2. Антропогенное воздействие на литосферу
   1. Деградация земель
   2. Воздействие на породы и их массивы
   3. Воздействие на недра
   4. Защита литосферы

1. Антропогенные воздействия на гидросферу

Загрязнение гидросферы

Существование биосферы и человека всегда было основано на использовании воды. Человечество постоянно стремилось к увеличению водопотребления, оказывая на гидросферу огромное и многообразное давление. На нынешнем этапе развития техносферы, когда в мире еще в большей степени возрастаем воздействие человека на гидросферу, это выражается в проявлении такого страшного зла, каким является химическое и бактериальное загрязнение вод.

Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса), увеличении содержания сульфатов, хлоридов нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей. Россия обладает одним из самых высоких водных потенциалов в мире — на каждого жителя России приходится свыше1-30 000 м3/год воды. Однако в настоящее время из-за загрязнения или засорения около 70% рек и озер России утратили свои качества как источника питьевого водоснабжения. В результате около половины населения потребляют загрязненную недоброкачественную воду. Только в 1998 г. в поверхностные водные объекты России предприятиями промышленности, коммунального и сельского хозяйства было сброшено более 60 км 3 сточных вод, 40% из которых относились к категории загрязненных. Лишь десятая часть из них проходила нормативную очистку. Наиболее часто встречаются химическое и бактериальное загрязнения, реже радиоактивное, механическое и тепловое.

Химическое загрязнение — наиболее распространенное, стойкое и далеко распространяющееся. Оно может быть органическим (фенолы, нафтеновые кислоты, пестициды и др.) и неорганическим (соли, кислоты, щелочи), токсичным (мышьяк, соединения ртути, свинца, кадмия и др.) и нетоксичным. При осаждении на дно водоемов иди при фильтрации в пласте вредные химические вещества сорбируются частицами пород, окисляются и восстанавливаются, выпадают в осадок и т.д. Однако, как правило, полного самоочищения загрязненных вод не происходит. Очаг химического загрязнения подземных вод в сильно проницаемых грунтах может распространяться до 10 км и более.

Бактериальное загрязнение выражается в появлении в воде патогенных бактерий, вирусов, простейших, грибов и др. Этот вид загрязнений носит временный характер. Радиоактивное загрязнение воды весьма опасно даже при очень малых концентрациях радиоактивных веществ. Наиболее вредны «долгоживущие» и подвижные в воде радиоактивные элементы (сттронций-90, уран, радий-226, цезий и др.). Они попадают в поверхностные водоемы при сбрасывании радиоактивных отходов, захоронении их на дне и др., в подземные же воды — в результате просачивания в глубь земли вместе с атмосферными водами или в результате взаимодействия подземных вод с радиоактивными горными породами.

Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду различных механических примесей (песок, шлам, ил и др.). Механические примеси могут значительно ухудшать органолептические показатели вод.

Тепловое загрязнение связано с повышением температуры вод в результате их смешивания с более нагретыми поверхностными или технологическими водами. При повышении температуры происходит изменение газового и химического состава в водах, что ведет к размножению анаэробных бактерий и выделению ядовитых газов - сероводорода, метана. Одновременно происходит «цветение» воды, вследствие ускоренного развития микрофлоры и микрофауны, что способствует развитию других видов загрязнения.

К основным источникам загрязнения поверхностных вод относятся:

1) сброс в водоемы неочищенных сточных вод;

2) смыв ядохимикатов ливневыми осадками;

3) газодымовые выбросы;

4) утечки нефти и нефтепродуктов.

Наибольший вред водоемам и водотокам причиняет выпуск в них неочищенных сточных вод — промышленных, коммунально-бытовых, коллекторно-дренажных и др.

Промышленные сточные воды загрязняют экосистемы самыми разнообразными компонентами (фенолами, нефтепродуктами, сульфатами, СПАВ, фторидами, цианидами, тяжелыми металлами и др.), в зависимости от специфики отраслей промышленности.

Огромны масштабы нефтяного загрязнения природных вод. Миллионы тонн нефти ежегодно загрязняют морские и пресноводные экосистемы при авариях нефтеналивных судов, на нефтепромыслах в прибрежных зонах, при сбросе с судов балластных вод и т.д.

Источники загрязнения подземных вод весьма разнообразны. Загрязняющие вещества могут проникать к подземным водам различными путями: при просачивании промышленных и хозяйственно-бытовых стоков из хранилищ, прудов-накопителей, отстойников и др., по затрубному пространству неисправных скважин, через поглощающие скважины, карстовые воронки и т.д.

К естественным источникам загрязнения относят сильно минерализованные (соленые и рассолы) подземные воды или морские воды, которые могут внедряться в пресные незагрязаненные воды при эксплуатации водозаборных сооружений и откачке воды из скважин.

Следует также иметь в виду, что загрязнение подземных вод негативно сказывается и на экологическом состоянии поверхностных вод, почв, других компонентов природной среды.

Экологические последствия загрязнения гидросферы

Загрязнение водных экосистем представляет огромную опасность для всех живых организмов и, в частности, для человека.

Пресноводные экосистемы. Под влиянием загрязняющих веществ в пресноводных экосистемах отмечается снижение их устойчивости, вследствие нарушения пищевой пирамиды и ломки сигнальных связей в биоценозе, микробиологического загрязнения, эвтрофирования и других негативных процессов, снижающих темпы роста, плодовитость гидробионтов, а в ряде случаев могущих привести их к гибели.

Наиболее изучен процесс эвтрофирования водоемов. Антропогенная эвтрофикация связана с поступлением в водоемы значительного количества биогенных веществ — азота, фосфора и других элементов в виде удобрений, моющих веществ, отходов животноводства, атмосферных аэрозолей и т.д. Антропогенная эвтрофикация водоемов протекает в непродолжительные сроки - до нескольких десятилетий, в то время как сроки естественной эвтрофикации — столетия и тысячелетия.

Процессы антропогенной эвтрофикации охватывают многие крупные озера мира — Великие Американские озера, Балатон, Ладожское, Женевское и др., а также водохранилища и речные экосистемы, в первую очередь малые реки. На этих реках, кроме катастрофически растущей биомассы сине-зеленых водорослей, с берегов происходит зарастание их высшей растительностью.

На пресноводные экосистемы, помимо избытка биогенных веществ, губительное воздействие оказывают и другие вещества: тяжелые металлы (свинец, кадмий, никель и др.), фенолы, СПАВ и др. Так, например, загрязнение этими компонентами Байкала привело к обеднению гидробионтов, уменьшению биомассы зоопланктона, гибели значительной части численности популяции байкальской нерпы и др.

Морские экосистемы. Скорости поступления загрязняющих веществ в Мировой океан в последнее время резко возросли. Ежегодно в океан сбрасывается до 300 млрд м 3 сточных вод, 90% которых не подвергается предварительной очистке. Морские экосистемы подвергаются все большему антропогенному воздействию посредством химических токсикантов, которые, аккумулируясь гидробионтами, по трофической цепи приводят к гибели консументов даже высоких порядков, в том числе и наземных животных — морских птиц, например. Среди химических токсикантов наибольшую опасность для морской биоты и человека представляют нефтяные углеводороды (особенно бенз(а)пирен), пестициды и тяжелые металлы: ртуть, свинец,

кадмий и др.

До определенного предела морские экосистемы могут противостоять вредным воздействиям химических токсикантов, используя накопительную, окислительную и минерализующую функции гидробионтов. Так, например, двухстворчатые моллюски способны аккумулировать один из самых токсичных пестицидов — ДДТ и при благоприятных условиях выводить их из организма.

В то же время в океан поступают все новые и новые токсичные загрязняющие вещества, все более острый характер приобретают проблемы эвтрофирования и микробиологического загрязнения прибрежных зон океана.

Экологические последствия истощения вод

Истощение вод следует понимать как недопустимое сокращение их запасов в пределах определенной территории (подземных вод) или уменьшение минимально допустимого стока (для поверхностных вод). И то и другое приводит к неблагоприятным экологическим последствиям, нарушает сложившиеся экологические связи в системе человек - биосфера.

Интенсивная эксплуатация подземных вод в районах водозаборов и мощный водоотлив из шахт, карьеров приводит изменению взаимосвязи поверхностных и подземных вод, значительному ухудшению речного стока, к прекращению деятельности тысячи родников, многих десятков ручьев и небольших рек. Кроме того, в связи со значительным снижением уровней подземных вод наблюдаются и другие негативные изменения экологической обстановки: осушаются заболоченные территории с большим видовым разнообразием растительности, иссушаются леса, гибнет влаголюбивая растительность - гидро- и гигрофиты и др.

Истощение поверхностных вод проявляется в прогрессирующем снижении их минимально допустимого стока. На территории России поверхностный сток воды распределяется крайне неравномерно. Около 90% общего годового стока с территории России выносится в Северный Ледовитый и Тихий океаны, на бассейны внутреннего стока (Каспийское и Азовское море где проживает свыше 65% населения России, приходится менее 8% общего годового стока. Это главная причина появления проблемы переброски вод северных рек на юг.

Именно в этих районах наблюдается истощение поверхностных водных ресурсов, и дефицит пресной воды продолжает расти. При превышении безвозвратного изъятия объемов поверхностного стока более чем в 2 раза создается ситуация экологического бедствия.

Серьезнейшая экологическая проблема — восстановление водности и чистоты малых рек (рек длиной не более 100 км) — самого уязвимого звена в речных экосистемах. Именно они оказались наиболее восприимчивыми к антропогенному воздействию. Непродуманное хозяйственное использование водных ресурсов и прилегающих земельных угодий вызвало их истощение (а нередко и исчезновение), обмеление и загрязнение.

В настоящее время состояние малых рек и озер, особенно на европейской части России, в результате резко возросшей антропогенной нагрузки на них, катастрофическое. Сток малых рек снизился более чем наполовину, качество воды неудовлетворительное. Многие из них полностью прекратили свое существование.

К весьма серьезным экологическим последствиям может приводить изъятие на хозяйственные цели большого количества воды из впадающих в водоемы рек. Примером может служить трагедия Аральского моря, когда «человек убил целое

море». Уровень некогда многоводного Аральского моря с 60-х гг. XX в. катастрофически понижается в связи с недопустимым объемом забора воды из питающих Арал рек — Амударьи и Сырдарьи.

Осушенное дно Аральского моря становится сегодня крупнейшим источником пыли и солей. В дельте Амударьи и Сырдарьи на месте гибнущих тугайных лесов и тростниковых зарослей появляются бесплодные солончаки. Перезабор воды из Амударьи и Сырдарьи и сокращение моря вызвали такие экологические изменения приаральского ландшафта, которые могут быть охарактеризованы как опустынивание. Приведенные данные свидетельствуют об антропогенном нарушении закона целостности биосферы, которое значительно коварнее природного, так как в отличие от него носит ациклический и, по существу, необратимый характер.

Защита гидросферы

Поверхностная гидросфера

Поверхностные воды охраняют от засорения (загрязнения крупным мусором), загрязнения и истощения. Для предупреждения засорения принимают меры, исключающие попадание в поверхностные водоемы и реки строительного мусора, твердых отходов, остатков лесосплава и других предметов, негативно влияющих на качество вод, условия обитания рыб и др. Истощение поверхностных вод предотвращают путем строгого контроля за минимально допустимым стоком вод.

Важнейшая и наиболее сложная проблема — защита поверхностных вод от загрязнения. С этой целью предусматриваются следующие экозащитные мероприятия:

• развитие безотходных и безводных технологий; внедрение систем оборотного водоснабжения;
• очистка сточных вод (промышленных, коммунально-бытовых и др.);
• закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты;
• очистка и обеззараживание поверхностных вод, используемых для водоснабжения и других целей.

Главный загрязнитель поверностных вод — сточные воды, поэтому разработка и внедрение эффективных методов очистки сточных вод представляется весьма актуальной и экологически важной задачей. Наиболее действенным способом защиты поверхностных вод от загрязнения их сточными водами является разработка и внедрение безводной и безотходной технологии производства, начальным этапом которой является создание оборотного водоснабжения.

При организации системы оборотного водоснабжения в нее включают ряд очистных сооружений и установок, что позволяет создать замкнутый цикл использования производственных и бытовых сточных вод. При таком способе водоподготовки сточные воды все время находятся в обороте и попадание их в поверхностные водоемы полностью исключено.

Ввиду огромного многообразия состава сточных вод существуют различные способы их очистки: механический, физико-химический, химический, биологический и др. В зависимости от степени вредности и характера загрязнений очистка сточных вод может производиться каким-либо одним способом или комплексом методов (комбинированный способ). В процессе очистки предусматривают обработку осадка (или избыточной биомассы) и обеззараживание сточных вод перед сбросом их в водоем.

При механической очистке из производственных сточных вод путем процеживания, отстаивания и фильтрования удаляются до 90% нерастворимых механических примесей различной степени дисперсности (песок, глинистые частицы, окалину и др.), а из бытовых сточных вод — до 60%. Для этих целей применяют решетки, песколовки, песчаные фильтры, отстойники различных типов (рис. 1). Вещества, плавающие на поверхности сточных вод (нефть, смолы, масла, жиры, полимеры и др.), задерживают нефте- и маслоловушками и другого вида уловителями либо выжигают.

Рис. 1. Схема устройства радиального отстойника: входная труба; 2 — отводящая труба; 3 — шламосборник; 4 — канал вывода шлама; 5 — механический скребок

На рис. 1 показан отстойник сильнозагрязиенных промстоков, которые до его сооружения сливались на открытый грунт. Сверху видна полимерная масса, похожая на лед. Эта масса выжигается непосредственно на поверхности пруда на открытом воздухе, загрязняя атмосферу. Определенная часть загрязняющих веществ из отстойника просачивается в нижележащие водоносные горизонты. По этим причинам подобную утилизацию вредных отходов производства нельзя считать экологически безопасной и следует рассматривать лишь как временную меру.

Химические и физико-химические методы очистки наиболее эффективны для очистки производственных сточных вод.

К основным химическим способам относят нейтрализацию и окисление. В первом случае для нейтрализации кислот и щелочей в сточные воды вводят специальные реагенты (известь, кальцинированную соду, аммиак), во втором — различные окислители. С их помощью сточные воды освобождаются от токсичных и других компонентов.

При физико-химической очистке используются:

• коагуляция - введение в сточные воды коагулянтов (солей аммония, железа, меди, шламовых отходов и пр.) для образования хлопьевидных осадков, которые затем легко удаляются;
• сорбция - способность некоторых веществ (бентонитовые глины, активированный уголь, цеолиты, силикагель, торф и др.) поглощать загрязнение. Методом сорбции возможно извлечение из сточных вод ценных растворимых веществ и последующая их утилизация;
• флотация — пропускание через сточные воды воздуха. Газовые пузырьки захватывают при движении вверх поверхностно-активные вещества, нефть, масла и другие загрязнения и образуют на поверхности воды легко удаляемый пенообразный слой.

Для очистки коммунально-бытовых промстоков целлюлозно-бумажных, нефтеперерабатывающих, пищевых предприятий широко используется биологический (биохимический) метод. Метод основан на способности микроорганизмов использовать для своего развития органические и некоторые неорганические соединения, содержащиеся в сточных водах (сероводород, аммиак, нитриты, сульфиды и т. д.). Очистку ведут в естественных условиях (поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды и др.) и в искусственных сооружениях (аэротенки, биофильтры, циркуляционные окислительные каналы).

Традиционными сооружениями очистки бытовых и некоторых видов промышленных сточных вод являются аэротенки — специальные закрытые резервуары, по которым медленно пропускают стоки, обогащенные кислородом и смешанные с активным илом. Активный ил представляет собой совокупность гетеротрофных микроорганизмов и мелких беспозвоночных животных (плесени, дрожжей, водных грибов, коловраток и др.), а также твердого субстрата.

В последние годы активно разрабатываются новые эффективные методы, способствующие экологизации процессов очистки сточных вод:

• электрохимические методы, основанные на процессах анодного окисления и катодного восстановления, электрокоагуляции и электрофлотации;
• мембранные процессы очистки (ультрафильтры, электродиализ и др.);
• магнитная обработка, позволяющая улучшить флотацию взвешенных частиц;
• радиационная очистка воды, позволяющая в кратчайшие сроки подвергнуть загрязняющие вещества окислению, коагуляции и разложению;
• озонирование, при котором в сточных водах не образуется веществ, отрицательно воздействующих на естественные биохимические процессы;
• внедрение новых селективных типов сорбентов для избирательного выделения полезных компонентов из сточных вод с целью вторичного использования, и др.

Известно, что значительную роль в заражении водных объектов играют пестициды и удобрения, смываемые поверхностным стоком с сельскохозяйственных угодий. Для предотвращения попадания загрязняющих стоков в водоемы необходим комплекс мероприятий, включающих: 1) соблюдение норм и сроков внесения удобрений и ядохимикатов; 2) очаговую и ленточную обработку пестицидами вместо сплошной; 3) внесение удобрений в виде гранул и по возможности вместе с поливнойводой; 4) замену ядохимикатов биологическими способами за щиты растений, и т. д.

Очень сложна утилизация животноводческих стоков, губительно действующих на водные экосистемы. В настоящее время наиболее экономичной признана технология, при которой вредные стоки разделяют с помощью центрифугирования на твердую и жидкую фракции. При этом тверда: часть превращается в компост и ее вывозят на поля. Жидкая часть (навозная жижа) концентрацией до 18% проходит через реактор и превращается в гумус. При разложении органики выделяются метан, двуокись углерода и сероводород. Энергию этого биогаза используют для производства тепла и энергии.

Одним из перспективных способов уменьшения загрязнения поверхностных вод является закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты через систему поглощающих скважин (подземное захоронение) (рис. 2). При этом способе о падает необходимость в дорогостоящей очистке и обезвреживании сточных вод и в сооружении очистных сооружений.

Рис. 2. Схема «захоронения» промышленных сточных вод в глубокие водоносные горизонты: 1 — накопительная емкость; 2 — нагнетательная скважина; 3 - наблюдательные скважины; 4 — зона активного водообмена (пресные воды); 5 — зона замедленного водообмена; 6 — зона застойного режима (соленые воды); 7 - закаченные промышленные стоки.

Однако, по мнению многих ведущих специалистов, данный метод целесообразен для изоляции лишь небольших количеств высокотоксичных сточных вод, не поддающихся очистке существующими технологиями. Эти опасения связаны с тем, что очень трудно оценить возможные экологические последствия усиленного заводнения даже хорошо изолированных глубокозалегающих горизонтов подземных вод. К тому же технически очень сложно полностью исключить возможность проникновения удаляемых высокотоксичных промстоков на поверхность земли или в другие водоносные горизонты через затрубные пространства скважин.

Все большее значение в охране поверхностных вод от загрязнения и засорения приобретают агролесомелиорация и агротехнические мероприятия. С их помощью можно предотвращать заиление и зарастание озер, водохранилищ и малых рек, а также образование эрозий, оползней, обрушение берегов т. д. Выполнение комплекса этих работ позволит уменьшить объем, загрязненного поверхностного стока, и будет способствовать чистоте водоемов. В этой связи огромное значение придается снижению процессов эвтрофикации водоемов, в частности водохранилищ, гидротехнических каскадов. Ширина водоохранной зоны рек может составлять от 0,1 до 1,5—2,0 км, включая пойму реки, террасы и склон коренного берега. Назначение водоохранной зоны позволяет предотвратить загрязнение, засорение и истощение водного объекта. В пределах водоохранных зон запрещается распашка земель, выпас скота, применение ядохимикатов и удобрений, производство строительных работ и др.

Поверхностная гидросфера органично связана с атмосферой, подземной гидросферой, литосферой и с другими компонентами окружающей природной среды. Учитывая неразрывную взаимосвязь всех ее экосистем, невозможно обеспечить чистоту поверхностных водоемов и водотоков без защиты от загрязнения атмосферы, почв, подземных вод и др.

Для защиты поверхностных вод от загрязнения в ряде случаев необходимо идти на радикальные меры: закрытие или перепрофилирование загрязняющих производств, полный перевод сточных вод на замкнутый цикл водопотребления и т. д. Так, например, кардинальное решение проблемы предотвращения загрязнения Байкала состоит не в том, чтобы сбрасывать в него даже хорошо очищенные, но все же губительные для водных организмов промстоки и пылегазовые выбросы, а в том, чтобы полностью исключить их попадание в озеро и в атмосферу.

Подземная гидросфера

Основные мероприятия по защите подземных вод, проводимые в настоящее время, заключаются в предотвращении истощения запасов подземных вод и защите их от загрязнения. Как и для поверхностных вод, эта большая и сложная проблема может быть успешно решена лишь в неразрывной связи с охраной всей окружающей природной среды.

Для борьбы с истощением запасов пресных подземных вод, пригодных для целей питьевого водоснабжения, предусматривают различные меры, в том числе: регулирование режима водоотбора подземных вод; более рациональное размещение водозаборов по площади; определение величины эксплуатационных запасов как предела их рационального использования; введение кранового режима эксплуатации самоизливающихся артезианских скважин.

В последние годы для предупреждения истощения подземных вод все чаще применяют искусственное пополнение их запасов путем перевода поверхностного стока в подземный. Пополнение осуществляется путем инфильтрации (просачивания) воды из поверхностных источников (реки, озера, водохранилища) в водоносные пласты. Подземные воды получают при этом дополнительное питание, что позволяет увеличивать производительность водозаборов без истощения естественных запасов.

Меры борьбы с загрязнением подземных вод: подразделяют на: 1) профилактические и 2) специальные, задача которых — локализовать или ликвидировать очаг загрязнения.

Ликвидировать очаг загрязнения, т. е. извлечь из подземных вод и горных пород загрязняющие вещества, весьма сложно, на это могут уйти многие годы. Поэтому профилактические меры являются главными в природоохранных мероприятиях. Предотвратить загрязнение подземных вод можно различными путями. Для этого совершенствуют методы очистки сточных вод, чтобы исключить попадание загрязненных стоков в подземные воды. Внедряют производства с бессточной технологией, тщательно экранируют чаши бассейнов с промышленными стоками, снижают опасные газодымовые выбросы на предприятиях, регламентируют использование пестицидов и удобрений на сельскохозяйственных работах и т. д.

Важнейшей мерой предупреждения загрязнения подземных вод в районах водозаборов является устройство вокруг них зон санитарной охраны.

Зоны санитарной охраны (ЗСО) — это территории вокруг водозаборов, создаваемые для исключения возможности загрязнения подземных вод. На их территории запрещается размещение любых объектов, могущих вызвать химическое или бактериальное загрязнения (шламохранилища, животноводческие комплексы, птицефабрики и т. д.). Запрещается также использование минеральных удобрений и пестицидов, промышленная рубка леса. Ограничивается или запрещается и другая производственная и хозяйственная деятельность человека.

Специальные мероприятия по защите подземных вод от загрязнения направлены на изоляцию источников загрязнения от остальной части водоносного горизонта (завесы, противофильтрационные стенки), а также на перехват загрязненных подземных вод с помощью дренажа. Для ликвидации локальных очагов загрязнения ведут длительные откачки загрязненных подземных вод из специальных скважин.

Мероприятия по защите подземных вод от истощения и загрязнения проводятся в общем комплексе природоохранных мер.

2. Антропогенные воздействия на литосферу

Деградация почв (земель)

Деградация почвы — это постепенное ухудшение ее свойств, "которое сопровождается уменьшением содержания гумуса и снижением плодородия. Как известно, почва один из важнейших компонентов окружающей природной среды, непосредственно связанный с приповерхностной частью литосферы. Ее образно называют «мостом между живой и неживой природой». Почва обеспечивает существование биосферы, является ее основой, она — биологический адсорбент и нейтрализатор загрязнений.

Следует учитывать, что почва практически невозобновимый природный ресурс. Все основные ее экологические функции замыкаются на одном обобщающем показателе - почвенном плодородии. Отчуждая с полей основной (зерно, корнеплоды, овощи и др.) и побочный урожай (солома, листья, ботва и др.), человек размыкает частично или полностью биологический круговорот веществ, нарушает способность почвы к саморегуляции и снижает ее плодородие. Эти процессы ведут к весьма опасной по своим далеко идущим последствиям дегумификации — потере гумуса. Дегумификация возрастает и за счет неумеренного внесения в почву минеральных удобрений. За последнее столетие почвы Черноземья потеряли от трети до половины содержания гумуса. Но даже частичная потеря гумуса и, как следствие, снижение плодородия не дает почве возможность выполнить в полной мере свои экологические функции, и она начинает деградировать, т.е. ухудшать свои свойства.

К деградации почв (земель) ведут и другие причины, преимущественно антропогенного характера: эрозия, загрязнение, вторичное засоление, заболачивание, опустынивание. В наибольшей степени деградируют почвы агроэкосистем, причина неустойчивого состояния которых в их упрощенном фитоценозе, не обеспечивающем оптимальную саморегуляцию. Огромный экологический ущерб почвам наносит эрозия.

Эрозия почв (от лат. erosio — разъедание) — разрушение и снос верхних, наиболее плодородных горизонтов и подстилающих пород ветром (ветровая эрозия) или потоками воды (водная эрозия). Земли, подвергшиеся разрушению в процессе эрозии, называют эродированными.

По аналогии выделяют также промышленную эрозию (разрушение почв при строительстве и при разработке карьеров), военную эрозию (воронки, траншеи), пастбищную эрозию (при интенсивной пастьбе скота), ирригационную (разрушение почв при прокладке каналов и нарушении норм поливов) и др.

Однако настоящим бичом земледелия у нас в стране и в мире остаются ветровая эрозия (ей подвержены 34% суши) и водная эрозия, активно действующая на 31% поверхности суши. В засушливых районах мира эродировано 60% от общей площади, из них 20% — сильно эродированы.

Интенсивность ветровой эрозии (дефляции) зависит от скорости ветра, устойчивости почвы, наличия растительного покрова, особенностей рельефа и от других факторов. Огромное влияние на ее развитие оказывают антропогенные факторы. Например, уничтожение растительности, нерегулируемый выпас скота, неправильное применение агротехнических мер резко активизируют эрозионные процессы.

При очень сильных и продолжительных ветрах возникают пыльные бури. Они способны развеять за несколько часов до 500 т почвы с 1 га пашни и безвозвратно уносят самый плодородный верхний слой почв. Пыльные бури загрязняют атмосферный воздух, водоемы, отрицательно влияют на здоровье человека. В нашей стране пыльные бури неоднократно возникали в Нижнем Поволжье, на Северном Кавказе, в Башкирии и др.

В настоящее время крупнейший источник пыли — Арал. На космических снимках видны шлейфы пыли, которые тянутся в стороны от Арала на сотни километров. Общая масса переносимой ветром ныли в районе Арала достигает 90 млн т/г. Другой крупный пылевой очаг — Черные земли Калмыкии.

Подводной эрозией понимают разрушение почв под действием временных водных потоков. Различают водную эрозии плоскостную, струйчатую, овражную, береговую. Как и в случае ветровой эрозии, условия для проявления водной эрозии создают природные факторы, а основной причиной ее развита является производственная и иная деятельность человека: появление новой тяжелой почвообрабатывающей техники, уничтожение растительности и лесов, чрезмерный выпас скота, отвальная обработка почв и др.

Среди различных форм проявления водной эрозии значительный вред окружающей природной среде и в первую очередь почвам приносит овражная эрозия. Оврагов только на территории Русской равнины 5 млн га, и площадь их увеличивается: ежедневные потери почв из-за развития оврагов достигаю100-20о Г a .

Поверхностные горизонты почв легко загрязняются. Основные загрязнители почвы: 1) пестициды (ядохимикаты); 2) минеральные удобрения; 3) отходы и отбросы производства; 4) газодымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу: 5) нефть и нефтепродукты.

В мире ежегодно производится более миллиона тонн пестицидов. В настоящее время влияние пестицидов на здоровье населения приравнивают к воздействию на человека радиоактивных веществ. По данным ВОЗ, отравлению пестицидами мире каждый год подвергаются до 2 млн. человек, из них 40 тыс. — с летальным исходом.

Среди пестицидов наибольшую опасность представляют стойкие хлорорганические соединения, которые могут сохраняться в почвах в течение многих лет, и даже малые их концентрации в результате биологического накопления могут стать опасными для жизни организмов, так как обладают мутагенными и канцерогенными свойствами. Вот почему применение наиболее опасного из них — ДДТ — в нашей стране и в большинстве развитых стран запрещено. Воздействие пестицидов оказывается весьма негативным не только для человека, но и для фауны и флоры. Можно с уверенностью констатировать, что общий экологический вред от использования загрязняющих почву пестицидов многократно превышает пользу от их применения.

Почвы загрязняются и минеральными удобрениями, если их используют в неумеренных количествах, теряют при транспортировке и хранении. Из различных удобрений в почву в больших количествах мигрируют нитраты, сульфаты, хлориды и другие соединения.

К интенсивному загрязнению почв приводят отходы и отбросы производства. В стране ежегодно образуется свыше миллиарда тонн промышленных отходов, из них более 50 млн. т особо токсичных. Огромные площади земель заняты свалками, золоотвалами, хвостохранилищами и др., которые интенсивно загрязняют почвы, способность которых к самоочищению, как известна, ограничена.

Огромный вред для функционирования почв представляют газодымовые выбросы промпредприятий. Почва способна накапливать весьма опасные для здоровья человека загрязняющие вещества, например, тяжелые металлы, радионуклиды и радиоизотопы, оседающие из этих выбросов.

Одной из серьезных экологических проблем России становится загрязнение земель нефтью и нефтепродуктами в таких нефтедобывающих районах, как Западная Сибирь, Поволжье и др. Причины загрязнения: аварии на нефтепроводах, несовершенство технологии нефтедобычи у аварийные и технологические выбросы и т.д. В Западной Сибири свыше 20 тыс. га загрязнены нефтью толщиной слоя не менее 5 см. На Тюменском Севере площади оленьих пастбищ уменьшились на 12,5% (6 млн га), замазученными оказались 30 тыс. га.

В процессе хозяйственной деятельности человек может усиливать природное засоление почв. Такое явление носит название вторичного засоления и развивается оно при неумеренном поливе орошаемых земель в засушливых районах. Во всем мире процессам вторичного засоления и осолонцевания подвержено около 30%, в России —: 18% общей площади орошаемых земель. Засоление почв ослабляет их вклад в поддержание биологического круговорота веществ. Исчезают многие виды растительных организмов, появляются новые — растения галофи-ты (солянка и др.). Уменьшается генофонд наземных популяций в связи с ухудшением условий жизни организмов, усиливаются миграционные процессы.

Заболачивание почв наблюдается в переувлажненных районах, например, в Нечерноземной зоне России, на Западно-Сибирской низменности, в зонах вечной мерзлоты. Оно сопровождается деградационными процессами в биоценозах, накоплением на поверхности неразложившихся остатков. Заболачивание ухудшает агрономические свойства почв и снижает производительность лесов.

Одним из глобальных проявлений деградации почв, да и всей окружающей природной среды в целом, является опустынивание. Опустынивание — это процесс необратимого изменения почвы и растительности и снижения биологической продуктивности, который в экстремальных случаях может привести к полному разрушению биосферного потенциала и превращению территории в пустыню. На территории СНГ опустыниванию подвержено Приаралье, Прибалхашье, земли в Калмыкии и Астраханской области и, некоторые другие районы. Все они относятся к зонам экологического бедствия.

Непродуманная хозяйственная деятельность на этих территориях привела к необратимым деградационным изменениям природной среды и, что особенно опасно, ее эдафической части. Например, там, где по условиям рельефа, качеству почвы мощности травостоя можно было выпасать только одну овцу, выпасалось в десятки раз больше. В результате пастбища превратились в эродированные земли. Это привело к резкому снижению биоразнообразия и разрушению природных экосистем. Многие экологи считают, что в списке злодеяний против окружающей среды на второе место после гибели лесов можно поставить «опустынивание».

Воздействия на горные породы и их массивы

К числу основных антропогенных воздействий на горные породы относят: статические и динамические нагрузки, тепловые, электрические и другие воздействия.

Это наиболее распространенный вид антропогенного воздействия на горные породы статические нагрузки. Под действием статических нагрузок от зданий и сооружений, достигающих 2 МПа и более, образуется зона активного изменения горных пород примерно на глубине 70—100 м. При этом наибольшие изменения наблюдаются: 1) в вечномерзлых льдистых по -

родах, на участках залегания которых часто наблюдаются оттаивание, пучение и другие неблагоприятные процессы; 2) в сильносжимаемых породах, например, заторфованных, илистых и др.

Вибрации, удары, толчки и другие динамические нагрузки типичны при работе транспорта, ударных и вибрационных строительных машин, заводских механизмов и т.д. Наиболее чувствительны к сотрясению рыхлые недоуплотненные породы (пески, водонасыщенные лессы, торф и др.). Прочность этих пород заметно снижается, они уплотняются (равномерно или неравномерно), структурные связи нарушаются, возможно внезапное разжижение и образование оползней, отвалов, плывунов и других ущербообразующих процессов. Другим видом динамических нагрузок являются взрывы, действие которых сходно с сейсмическими.

Повышение температуры горных пород наблюдается при подземной газификации углей, в основании доменных и мартеновских печей и др. В ряде случаев температура пород повышается до 40—50°С, а иногда и до 100°С и более (в основании доменных печей). В зоне подземной газификации углей при температуре 1000—1600°С породы спекаются, «каменеют», теряют свои первоначальные свойства. Как и другие виды воздействия, тепловой антропогенный поток влияет не только на состояние горных пород, но и на другие компоненты окружающей природной среды: почвы, подземные воды, растительность. Создаваемое в горных породах искусственное электрическое поле (электрифицированный транспорт, ЛЭП и др.) порождает блуждающие токи и поля. Наиболее заметно они проявляются на городских территориях, где имеется наибольшая плотность источников электроэнергии. При этом изменяются электропроводность, электросопротивляемость и другие электрические свойства пород.

Динамическое, тепловое и электрическое воздействие на горные породы создает физическое «загрязнение» окружающей природной среды.

Массивы горных пород в ходе инженерно-хозяйственного освоения подвергаются мощному антропогенному воздействию. При этом развиваются такие опасные геологические процессы, как оползни, карст, подтопление, просадки и др. Особенно легко всевозможным нарушениям подвержены массивы вечномерзлых пород, так как они весьма чувствительны к любому антропогенному воздействию. Все эти процессы, если они вызваны деятельностью человека и нарушают природное равновесие, называют ущербообразующими, т.е. наносящими экологический (а, как правило, еще и экономический) ущерб окружающей природной среде.

Оползни представляют собой скольжение горных пород вниз по склону под действием собственного веса грунта и нагрузки: фильтрационной, сейсмической или вибрационной. Большой ущерб природной среде ежегодно наносят оползневые процессы на берегах Черноморского побережья Кавказа, Крыма, в долинах Волги, Днепра, Дона и многих других рек и горных районов.

Оползни нарушают устойчивость массивов горных пород, негативно влияют на многие другие компоненты окружающей природной среды (нарушение поверхностного стока, истощение ресурсов подземных вод при их вскрытии, образование заболоченностей, нарушение почвенного покрова, гибель деревьев и т.д.). Известно немало примеров оползневых явлений катастрофического характера, приводящих к значительным человеческим жертвам.

Массивы горных пород, в которых развивается карст, называются закарстованными. Карст широко распространен в мире, в том числе и в России: в Башкирии, в центральной части Русской равнины, в Приангарье, на Северном Кавказе и во многих других местах.

Хозяйственное освоение закарстованных массивов горных пород ведет к существенному изменению природной среды. Карстовые процессы заметно оживляются: образуются новые провалы, воронки и др. Их образование связывают с интенсификацией отбора подземных вод. Одним из важных направлений в сохранении окружающей природы является охрана карстовых пещер — уникальных памятников природы.

Подтопление — пример ответной реакции геологической среды на антропогенное воздействие. Под подтоплением понимают любое повышение уровня грунтовых вод до критических величин (менее 1—2 м до УГВ).

Подтопление территорий негативно влияет на экологическое состояние природной среды. Массивы горных пород переувлажняются и заболачиваются. Активизируются оползни,

карст и другие процессы. В лессовых грунтах возникают просадки, в глинах — набухание. На подтопленной территории, в результате вторичного засоления почв угнетается растительность, возможно химическое и бактериальное загрязнение грунтовых вод, ухудшается санитарно-эпидемиологическая обстановка.

Причины подтопления разнообразны, но практически всегда связаны с деятельностью человека. Это — утечки воды из подземных водонесущих коммуникаций, засыпка естественных дрен — оврагов, асфальтирование и застройка территории, нерациональный полив садов, скверов, подпор подземных вод глубокими фундаментами, фильтрация из водохранилищ, прудов — охладителей АЭС и др.

В России подтоплено свыше 700 городов и поселков городского типа, в том числе такие города, как Москва, Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Ростов-на-Дону, Волгоград, Иркутск, Новосибирск, Саратов, Тюмень и др.

На севере Евразии и Америки породы верхней части земной коры постоянно находятся в мерзлом состоянии и только летом оттаивают на глубину несколько десятков сантиметров. Такие породы называют многолетнемерзлыми (или вечномерзлыми), а территорию — областью многолетней мерзлоты (или криолитозоной). На территории нашей страны она занимает более 50% суши и значительную часть шельфа северных морей. Происхождение вечной мерзлоты связывают с последним оледенением четвертичного периода.

В последние десятилетия в сферу строительного освоения в районах вечной мерзлоты вовлекаются все новые территории: север Западной Сибири, шельф арктических морей, земли Нерюнгринского месторождения угля и др.

Вторжение человека не проходит бесследно для «хрупких» природных экосистем Севера: разрушается почвенный слой, изменяется рельеф, режим снегового покрова, возникают болота, нарушаются взаимосвязи и взаимодействия экосистем. Движение тракторов и других видов транспорта, особенно гусеничного, а также малейшее загрязнение воздуха диоксидом серы разрушают покровы мха, лишайников и др., приводят к резкому снижению устойчивости экосистем.

Воздействия на недра

Недрами называют верхнюю часть земной коры, в пределах которой возможна добыча полезных ископаемых. Экологические и некоторые другие функции недр как природного объекта достаточно многообразны. Являясь естественным фундаментом земной поверхности, недра активно влияют на окружающую природную среду. В этом состоит их главная экологическая функция.

Основное природное богатство недр — минерально-сырьевые ресурсы, т.е. совокупность полезных ископаемых, заключенных в них. Добыча (извлечение) полезных ископаемых с целью их переработки — главная цель пользования недрами.

Важно подчеркнуть также, что в наши дни недра должны рассматриваться не только в качестве источника полезных ископаемых или резервуара для захоронения отходов, но и та часть среды обитания человека в связи со строительством метрополитенов, подземных городов, объектов гражданской обороны и т.д.

Экологическое состояние недр определяется прежде всего силой и характером воздействия на них горнодобывающей, строительной и иной деятельности. В современный период масштабы антропогенного воздействия на земные недра огромны. Толь ко в России действуют несколько тысяч карьеров для открыто: разработки полезных ископаемых, из них самые глубокие - Коркинские угольные карьеры в Челябинской области (боле 500 м). Глубина угольных шахт нередко превышает 1500 м.

Недра нуждаются в постоянной экологической защите, в первую очередь от истощения запасов сырья, а также от загрязнения их вредными отходами, сточными водами и т.д. С другой стороны, разработка недр оказывает вредное воздействие практически на все компоненты окружающей природной среды и ее качество в целом. Нет в мире другой отрасли хозяйства, которую можно было бы сравнить с горнодобывающей промышленностью, по силе негативного воздействия на природные экосистемы, исключая разве что природные и техногенные катастрофы, подобно аварии на Чернобыльской АЭС.

Защита литосферы

Защита почв (земель)

Защита почв от прогрессирующей деградации и необоснованных потерь — наиболее острая экологическая проблема в земледелии, которая еще далека от своего решения.

В число основных звеньев экологической защиты почв входят:

• защита почв от водной и ветровой эрозии;
• организация севооборотов и системы обработки почв с целью повышения их плодородия;
• мелиоративные мероприятия (борьба с заболачиванием, засолением почв и др.);
• рекультивация нарушенного почвенного покрова;
• защита почв от загрязнения, а полезной флоры и фауны — от уничтожения;
• предотвращение необоснованного изъятия земель из сельскохозяйственного оборота.

Защита почв должна осуществляться на основе комплексного подхода к сельскохозяйственным угодьям как сложным природным образованиям (экосистемам) с обязательным учетом региональных особенностей.

Для борьбы с эрозией почв необходим комплекс мер: землеустроительных (распределение угодий по степени их устойчивости к эрозионным процессам), агротехнических (почвозащитные севообороты, контурная система выращивания сельскохозяйственных культур, при которой задерживается сток, химические средства борьбы и т. д.), лесомелиоративных (полезащитные и водорегулирующие лесные полосы, лесные насаждения на оврагах, балках и т. д.) и гидротехнических (каскадные пруды и т. д.).

При этом учитывают, что гидротехнические мероприятия останавливают развитие эрозии на определенном участке сразу же после их устройства, агротехнические — через несколько лет, а лесомелиоративные — через 10—20 лет после их внедрения.

Для почв, подверженных сильной эрозии, необходим весь комплекс противоэрозионных мер: полосное земледелие, т.е. такая организация территории, при которой прямолинейные контуры полей чередуются с полезащитными лесными полосами, почвозащитные севообороты (для защиты почв от дефляции), облесение оврагов, бесплужные системы обработки почв (применение культиваторов, плоскорезов и т. п.), различные гидротехнические мероприятия (устройство каналов, валов, канав, террас, сооружение водотоков, лотков и др.) и другие меры.

Для борьбы с заболачиванием почв в районах достаточного или избыточного увлажнения в результате нарушения природного водного режима применяют различные осушительные мелиорации. В зависимости от причин заболачивания — это может быть понижение уровня грунтовых вод с помощью закрытого дренажа, открытых каналов или водозаборных сооружений, строительство дамб, спрямление русла реки для защиты от затопления, перехват и сброс атмосферных склоновых вод и др. Однако чрезмерное осушение больших площадей может вызвать нежелательные изменения в экосистемах — переосушку почв, их дегумификацию и декальцинирование, а также вызвать обмеление малых рек, усыхание лесов и т. д.

Для предупреждения вторичного засоления почв необходимо устраивать дренаж, регулировать подачу воды, применять полив дождеванием, использовать капельное и прикорневое орошение, выполнять работы по гидроизоляции оросительных каналов и т. д.

Для предотвращения загрязнения почв пестицидами и другими вредными веществами используют экологические методы защиты растений (биологические, агротехнические и др.), повышают природную способность почв к самоочищению, не применяют особо опасные и стойкие инсектицидные препараты и др.

Например, широко используется разведение и выпуск в агроэкосистемы насекомых-хищников: божьей коровки, жужелицы, муравьев и др. (биологическая защита), внедрение в природные популяции видов или особей, не способных давать потомство (генетический метод защиты), оптимизация размеров отдельных полей для подавления нежелательных видов (агротехнический метод) и т. д.

В США и в ряде стран Западной Европы организована система биологического земледелия, при которой полностью исключено применение пестицидов и минеральных удобрений и где получают «экологически чистые» продукты. Интенсивно ведутся работы по созданию пестицидных препаратов на основе природных ингредиентов (смесь зеленого перца с чесноком и табаком, пудра из ромашки, настои из багульника, живокости, софоры, лука и др).

Изъятие пахотных земель для капитального строительства и других целей может быть допущено лишь в исключительных случаях в соответствии с действующим законодательством. Для сохранения продуктивности земель необходимо вводить научно обоснованные нормы земельных площадей, расширять использование для строительства условно непригодных для сельского хозяйства земель, прокладывать коммуникации под землей, повышать этажность застройки городов и населенных пунктов и т. д.

Охрана недр

Одним из основных принципов охраны окружающей природной среды является рациональное использование природных ресурсов. Для предотвращения возможного их истощения и сохранения запасов недр очень важно соблюдать принцип наиболее полного извлечения из недр основных и попутных полезных ископаемых. Подсчитано, что если повысить отдачу недр всего на 1 %, можно дополнительно получить 9 млн т угля, около 9 млрд м 3 газа, свыше 10 млн т нефти, около 3 млн т железной руды и других полезных ископаемых. Все это позволит сократить глубину и масштабы неоправданного проникновения в земные недра, а следовательно, значительно уменьшить отходы горнодобывающих предприятий и оздоровить экологическую обстановку.

Одной из важных проблем, связанных с охраной и рациональным использованием недр, является комплексное использование минерального сырья, включая проблему утилизации отходов.

Отходы при разработке недр бывают твердыми («пустые» горные породы, минеральная пыль), жидкими (шахтные, карьерные и сточные воды) и газообразными (газы, выделяемые из отвалов). Основные направления утилизации отходов и улучшения экологической обстановки — это использование их в качестве сырья, в промышленном и строительном производстве, в дорожном строительстве, для закладки выработанного пространства и для производства удобрений. Жидкие отходы после соответствующей очистки используют для хозяйственно-питьевого водоснабжения, орошения и т. д., газообразные — для отопления и газоснабжения.

При пользовании недрами охраняют также земную поверхность, поверхностные и подземные воды, рекультивируют выработанные участки, предотвращают вредное воздействие на другие компоненты природной среды и качество окружающей среды в целом.

Процесс рекультивации подразделяют на два основных этапа: техническая и биологическая рекультвация. На этапе технической рекультивации засыпают карьерные, строительные и другие выемки, частично разбирают терриконы, отвалы, хвостохранилища, закладывают «пустыми» породами выработанные подземные пространства. После завершения процесса осадки поверхность земли выравнивают. Биологическая рекультивация проводится после технической для создания растительного покрова на подготовленных участках. С ее помощью восстанавливают продуктивность нарушенных земель, формируют зеленый ландшафт, создают условия для обитания животных, растений, микроорганизмов, укрепляют насыпные грунты, предохраняя их от водной и ветровой эрозии, создают сенокосно-пастбищные угодья и т. д.

Другие похожие работы, которые могут вас заинтересовать.вшм>
8877.		АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА БИОТИЧЕСКИЕ СООБЩЕСТВА. ОСОБОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ	111.19 KB
	Наибольшее количество промышленных отходов образует угольная промышленность предприятия черной и цветной металлургии тепловые электростанции промышленность строительных материалов. В России к опасным отходам относят около 10 от всей массы твердых отходов. Огромное количество небольших захоронений радиоактивных отходов иногда забытых рассеяно по всему миру. Очевидно что проблема радиоактивных отходов со временем будет еще более острой и актуальной.
583.		Естественные и антропогенные опасности	9.08 KB
	Естественные и антропогенные опасности Опасностью называют различные явления процессы объекты способные в определенных условиях наносить ущерб здоровью человека или иным его ценностям а также представляющие угрозу для жизни человека. Антропогенные опасности – возникают в результате воздействия человека на среду обитания своей деятельностью и продуктами деятельности техническими средствами выбросами различных продуктов и т.Чем выше преобразующая деятельность человека тем выше уровень и число антропогенных опасностей – вредных и...
10605.		Антропогенные опасности и защита от них. Психология безопасности жизнедеятельности	41.77 KB
	Юриспруденция квалификация степени выпускника бакалавр Тверского филиала МГЭИ и может оказаться полезной в самостоятельном изучении проблематики безопасности жизнедеятельности человека и среды его обитания охраны труда экологической безопасности. Система безопасности труда ее основные задачи. В психологии выделяется несколько отраслей в том числе психология труда инженерная психология психология безопасности. В оптимальных условиях промежуточные и конечные цели труда достигаются при невысоких нервнопсихических...
964.		Методика логопедического воздействия при дислалии	121.05 KB
	Среди нарушений произносительной стороны речи наиболее распространенными являются избирательные нарушения в ее звуковом фонемном оформлении при нормальном функционировании всех остальных операций высказывания рис. Эти нарушения проявляются в дефектах воспроизведения звуков речи: искаженном ненормативном их произнесении заменах одних звуков другими смешении звуков и реже их пропусках. Преобладающими стали полиморфные формы нарушения звукопроизношения проявляющиеся в дефектном произношении сразу многих звуков из разных...
11286.		ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ	34.92 KB
	Местными программами действий по охране природной среды предусматриваются меры по достижению реальных позитивных конфигураций охраны естественной среды и усовершенствования общественно-финансового состояния людей путем осуществления мер по сохранению состояния находящейся вокруг среды
551.		Прогнозирование и оценка зон воздействия взрывных процессов	5.61 KB
	К свободным воздушным взрывам относят такие взрывы которые происходят на значительной высоте от поверхности земли. При этом усиление ударной волны между центром взрыва и объектом за счет отражения не должно происходить. Избыточное давление на фронте и длительность фазы сжатия зависят от энергии взрыва высоты центра взрыва над поверхностью Земли условий взрыва и расстояния от эпицентра. При наземных взрывах воздушная ударная волна от взрыва усиливается за счет отражения.
14478.		СОЦИАЛЬНЫЕ СЕТИ КАК ИНСТРУМЕНТ ПОЛИТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ	941.11 KB
	Рассмотреть существующие технологии и средства политического воздействия как в период информационной войны, так и в «мирное» время. Проанализировать специфику аудитории социальных сетей, принципы их функционирования, особенности коммуникации в социальных сетях. Отследить в социальных сетях контент политической направленности и проанализировать его.
4946.		Теоретические подходы в изучении эффектов воздействия в СМК	44.91 KB
	Средства массовой коммуникации как один из факторов формирования информационного пространства личности. Философский взгляд на проблемы коммуникации в современном мире. Стратегия изучения эффективного воздействия средств массовой коммуникации. Роль средств массовой коммуникации в формировании общероссийской идентичности и гражданского патриотизма.
19438.		ЛИЧНОСТЬ КАК ОБЪЕКТ И СУБЪЕКТ УПРАВЛЕНЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ	32.17 KB
	Социально-психологическая характеристика личности. С этой точки зрения структура личности - лишь одно из определений ее единства и целостности т. более частная характеристика личности интеграционные особенности которой связаны с мотивацией отношениями и тенденциями личности. Поведение личности как объекта управления строится на основе соответствующих социальных норм.
20109.			45.41 KB
	Гражданское общество является средой реализации творческих инициатив граждан в решении социальных, экономических, культурных проблем. Роль инструмента в этом процессе, с помощью которого осуществляется взаимодействие между социально активными гражданами и обществом, играют средства массовой информации. Значение средств массовой информации для общества и функционирования государства трудно переоценить. Основная задача СМИ заключается в информировании людей по различным вопросам жизнедеятельности государства и общества

Загрязнение вод проявляется в изменении их физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запаха, вкуса), увеличении содержания солей (сульфатов, хлоридов, нитратов и др.), токсичных тяжелых металлов, сокращении содержания растворенного в воде кислорода, увеличении содержания радионуклидов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей.

Россия обладает одним из самых высоких водных потенциалов в мире: на каждого жителя России приходится свыше 30 000 м 3 воды в год. Однако в настоящее время из-за загрязнения около 70% рек и озер России утратили свои качества источников питьевого водоснабжения, в результате около половины населения потребляют недоброкачественную воду.

Частично нарушено даже исторически сложившееся равновесие в водной среде Байкала - уникального озера на нашей планете, которое могло бы обеспечивать чистой водой все человечество в течение почти 50 лет. По современным оценкам, загрязнено более 100 км 3 байкальской воды. На акваторию озера поступают нефтепродукты, нитраты, хлориды и другие загрязнители. Только размеры озера, огромный объем водной массы, а также способность биотического сообщества Байкала поддерживать процессы самоочищения пока спасают экосистему озера от деградации.

Различают химические, биологические и физические загрязнители вод. К наиболее распространенным химическим загрязнителям относят нефть и нефтепродукты, синтетические поверхностно-активные вещества, пестициды, тяжелые металлы, диоксины и др. Биологическими загрязнителями служат вирусы, болезнетворные бактерии и вообще любые болезнетворные микроорганизмы. Под физическими загрязнителями подразумевают радиоактивные вещества, механическое и тепловое загрязнение и т.д.

Химическое загрязнение является наиболее распространенным, стойким и охватывающим значительные территории. Оно может быть органическим (фенолы, пестициды, нефть и др.) и неорганическим (соли, кислоты, щелочи), токсичным (мышьяк, соединения ртути, свинца, кадмия и др.) и нетоксичным. При осаждении на дно водоемов или при фильтрации в пластах вредные химические вещества сорбируются частицами пород, окисляются или восстанавливаются, выпадают в осадок, однако, как правило, полного самоочищения загрязненных вод не происходит.

Биологическое загрязнение обычно носит временный характер. При радиоактивном загрязнении наиболее опасны долгоживущие радионуклиды (стронций-90, цезий-137, изотопы урана, радия, плутония и т.д.). Радиоактивные вещества могут попадать в водоемы в результате сбрасывания в них радиоактивных отходов (РАО), захоронения РАО при несоблюдении условия их герметичности, глобальных выпадений из атмосферы после испытаний ядерного оружия или радиационных аварий на атомных реакторах. В результате просачивания в глубь литосферы вместе с водой радионуклиды могут загрязнять и подземные воды.

Механическое загрязнение обусловлено присутствием в воде различных механических примесей (песок, камни, ил и др.). Механические примеси могут существенно ухудшать органолептические показатели воды. Для поверхностных вод выделяют также их засорение твердыми отходами (остатками лесосплава, мусором, железобетонными конструкциями, промышленными и бытовыми отходами), которые отрицательно влияют на условия обитания гидробионтов и на состояние водной экосистемы в целом.

Тепловое загрязнение связано с повышением температуры вод в результате их смешивания с более теплыми поверхностными или технологическими водами. Так, на площадке Кольской атомной станции, расположенной за Полярным кругом, через 7 лет после начала эксплуатации температура подземных вод вблизи главного корпуса повысилась с 6 до 19°С. При повышении температуры происходит изменение газового и химического состава воды, что приводит к размножению анаэробных бактерий, росту гидробионтов и выделениям токсичных газов (сероводорода, метана). Это сопровождается "цветением" воды и ускоренным развитием микрофлоры и микрофауны, что способствует развитию других видов загрязнения. По существующим санитарным нормам температура водоема не должна повышаться более чем на 3°С летом и 5°С зимой, а тепловая нагрузка на водоем не должна превышать 12 – 17 кДж/м 3 .

Основными источниками загрязнения поверхностных и подземных вод являются:

1. сброс в водоемы неочищенных сточных вод;

2. смыв ядохимикатов ливневыми осадками;

3. газодымовые выбросы;

4. утечки нефти и нефтепродуктов.

Наибольший вред водоемам и водостокам причиняет сброс в них неочищенных сточных вод – промышленных, коммунально-бытовых и др. В настоящее время объемы сброса промышленных сточных вод во многие водные экосистемы не только не уменьшаются, но продолжают расти.

В коммунально-бытовых сточных водах, поступающих из жилых и общественных зданий, преобладают различные органические вещества и микроорганизмы, что может приводить к бактериальному загрязнению вод.

Основные загрязнители водных экосистем в различных

отраслях промышленности

Антропогенное воздействие на гидросферу.

Вода и жизнь - понятия неразделимые. По этому реферат данной темы необъятен, и я поэтому рассматриваю лишь некоторые, особенно актуальные проблемы.

Загрязнение атмосферы, принявшее крупномасштабный характер, нанесло ущерб рекам, озерам, водохранилищам, почвам. Загрязняющие вещества и продукты их превращений рано или поздно из атмосферы попадают на поверхность Земли. Эта и без того большая беда значительно усугубляется тем, что и в водоемы, и на землю непосредственно идет поток отходов. Огромные площади сельскохозяйственных угодий подвергаются действию различных пестицидов и удобрений, растут территории свалок. Промышленные предприятия сбрасывают сточные воды прямо в реки. Стоки с полей также поступают в реки и озера. Загрязняются и подземные воды - важнейший резервуар пресных вод. Загрязнение пресных вод и земель бумерангом вновь возвращается к человеку в продуктах питания и питьевой воде.

Какая у нас вода? В естественном состоянии вода никогда не свободна от примесей. В ней растворены различные газы и соли, взвешены твердые частички. Даже пресной мы называем воду с содержанием растворенных солей до 1 г на литр. Откуда же берется и почему никогда не иссякает этот мировой родник пресной воды? Ведь почти все запасы мировой воды - это соленые воды Мирового океана и подземных кладовых.

Пресные водные ресурсы существуют благодаря вечному круговороту воды. В результате испарения образуется гигантский объем воды, достигающий 525 тыс. км3 в год. 86% этого количества приходится на соленые воды Мирового океана и внутренних морей - Каспийского. Аральского и др.; остальное испаряется на суше, причем половина благодаря транспирации влаги растениями. Каждый год испаряется слой воды толщиной примерно 1250 мм. Часть ее вновь выпадает с осадками в океан, а часть переносится ветрами на сушу и здесь питает реки и озера, ледники и подземные воды. Природный дистиллятор питается энергией Солнца и отбирает примерно 20% этой энергии.

Всего 2% гидросферы приходится на пресные воды, но они постоянно возобновляются. Скорость возобновления и определяет доступные человечеству ресурсы. Большая часть пресных вод - 85% - сосредоточена во льдах полярных зон и ледников. Скорость водообмена здесь меньше, чем в океане, и составляет 8000 лет. Поверхностные воды суши обновляются примерно в 500 раз быстрее, чем в океане. Еще быстрее, примерно за 10-12 суток, обновляются воды рек. Наибольшее практическое значение для человечества имеют пресные воды рек.

Реки всегда были источником пресной воды. Но в современную эпоху они стали транспортировать отходы. Отходы на водосборной территории по руслам рек стекают в моря и океаны. Большая часть использованной речной воды возвращается в реки и водоемы в виде сточных вод. До сих пор рост очистных сооружений отставал от роста потребления воды. И на первый взгляд в этом заключается корень зла. На самом деле все обстоит гораздо серьезнее. Даже при самой совершенной очистке, включая биологическую, все растворенные неорганические вещества и до 10% органических загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах. Такая вода вновь может стать пригодной для потребления только после многократного разбавления чистой природной водой. И здесь для человека важно соотношение абсолютного количества сточных вод, хотя бы и очищенных, и водного стока рек.

Мировой водохозяйственный баланс показал, что на все виды водопользования тратится 2200 км воды в год. На разбавление стоков уходит почти 20% ресурсов пресных вод мира. Расчеты на 2000 г. в предположении, что нормы водопотребления уменьшатся, а очистка охватит все сточные воды, показали, что все равно ежегодно потребуется 30 -35 тыс. км пресной воды на разбавление сточных вод. Это означает, что ресурсы полного мирового речного стока будут близки к исчерпанию, а во многих районах мира они уже исчерпаны. Ведь 1 км очищенной сточной воды «портит» 10 км речной воды, а не очищенной - в 3-5 раз больше. Количество пресной воды не уменьшается, но ее качество резко падает, она становится не пригодной для потребления.

Человечеству придется изменить стратегию водопользования. Необходимость заставляет изолировать антропогенный водный цикл от природного. Практически это означает переход на замкнутое водоснабжение, на маловодную или малоотходную, а затем на «сухую» или безотходную технологию, сопровождающуюся резким уменьшением объемов потребления воды и очищенных сточных вод.

Запасы пресной воды потенциально велики. Однако в любом районе мира они могут истощиться из-за нерационального водопользования или загрязнения. Число таких мест растет, охватывая целые географические районы. Потребность в воде не удовлетворяется у 20% городского и 75% сельского населения мира. Объем потребляемой воды зависят от региона и уровня жизни и составляет от 3 до 700 л в сутки на одного человека. Потребление воды промышленностью также зависит от экономического развития данного района. Например, в Канаде промышленность потребляет 84% всего водозабора, а в Индии - 1%. Наиболее водоемкие отрасли промышленности - сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит почти 70% всей воды, затрачиваемой в промышленности. В среднем в мире на промышленность уходит примерно 20% всей потребляемой воды. Главный же потребитель пресной воды - сельское хозяйство: на его нужды уходит 70-80% всей пресной воды. Орошаемое земледелие занимает лишь 15-17% площади сельскохозяйственных угодий, а дает половину всей продукции. Почти 70% посевов хлопчатника в мире существует благодаря орошению.

Суммарный сток рек СНГ (СССР) за год составляет 4720 км. Но распределены водные ресурсы крайне неравномерно. В наиболее обжитых регионах, где проживает до 80% промышленной продукции и находится 90% пригодных для сельского хозяйства земель, доля водных ресурсов составляет всего 20%. Многие районы страны недостаточно обеспечены водой. Это юг и юго-восток европейской части СНГ, Прикаспийская низменность, юг Западной Сибири и Казахстана, и некоторые другие районы Средней Азии, юг Забайкалья, Центральная Якутия. Наиболее обеспечены водой северные районы СНГ, Прибалтика, горные районы Кавказа, Средней Азии, Саян и Дальнего Востока.

Сток рек изменяется в зависимости от колебаний климата. Вмешательство человека в естественные процессы затронуло уже и речной сток. В сельском хозяйстве большая часть воды не возвращается в реки, а расходуется на испарение и образование растительной массы, так как при фотосинтезе водород из молекул воды переходит в органические соединения. Для регулирования стока рек, не равномерного в течение года, построено 1500 водохранилищ (они регулируют до 9% всего стока). На сток рек Дальнего Востока, Сибири и Севера европейской части страны хозяйственная деятельность человека пока почти не повлияла. Однако в наиболее обжитых районах он сократился на 8%, а у таких рек, как Терек, Дон, Днестр и Урал, - на 11-20%. Заметно уменьшился водный сток в Волге, Сырдарье и Амударье. В итоге сократился приток воды к Азовскому морю - на 23%, к Аральскому - на 33%. Уровень Арала упал на 12,5 м.

Ограниченные и даже скудные во многих странах запасы пресных вод значительно сокращаются из-за загрязнения. Обычно загрязняющие вещества разделяют на несколько классов в зависимости от их природы, химического строения и происхождения.

Органические материалы поступают из бытовых, сельскохозяйственных или промышленных стоков. Их разложение происходит под действием микроорганизмов и сопровождается потреблением растворенного в воде кислорода. Если кислорода в воде достаточно и количество отходов невелико, то аэробные бактерии довольно быстро превращают их в сравнительно безвредные остатки. В противном случае деятельность аэробных бактерий подавляется, содержание кислорода резко падает, развиваются процессы гниения При содержании кислорода в воде ниже 5 мг на 1 литр, а в районах нереста - ниже 7 мг многие виды рыб погибают.

Болезнетворные микроорганизмы и вирусы содержатся в плохо обработанных или совсем не обработанных канализационных стоках населенных пунктов и животноводческих ферм. Попадая в питьевую воду, патогенные микробы и вирусы вызывают различные эпидемии, такие, как вспышки сальмонеллиоза, гастроэнтерита, гепатита и др. В развитых странах в настоящее время распространение эпидемий через общественное водоснабжение происходит редко. Могут быть заражены пищевые продукты, например овощи, выращиваемые на полях, которые удобряются шламами после очистки бытовых сточных вод (от нем. Schlamme - буквально грязь). Водные беспозвоночные, например устрицы или другие моллюски, из зараженных водоемов служили часто причиной вспышек брюшного тифа.

Питательные элементы, главным образом соединения азота и фосфора, поступают в водоемы с бытовыми и сельскохозяйственными сточными водами. Увеличение содержания нитритов и нитратов в поверхностных и подземных водах ведет к загрязнению питьевой воды и к развитию некоторых заболеваний, а рост этих веществ в водоемах вызывает их усиленную эвтрофикацию (увеличение запасов биогенных и органических веществ, из-за чего бурно развиваются планктон и водоросли, поглощая весь кислород в воде).

К неорганическим и органическим веществам также относятся соединения тяжелых металлов, нефтепродукты, пестициды (ядохимикаты), синтетические детергенты (моющие средства), фенолы. Они поступают в водоемы с отходами промышленности, бытовыми и сельскохозяйственными сточными водами. Многие из них в водной среде либо вообще не разлагаются, либо разлагаются очень медленно и способны накапливаться в пищевых цепочках.

Увеличение донных осадков относится к одному из гидрологических последствий урбанизации. Их количество в реках и водоемах постоянно возрастает из-за эрозии почв в результате неправильного ведения сельского хозяйства, сведения лесов, а также зарегулированности речного стока. Это явление приводит к нарушению экологического равновесия в водных системах, пагубно действует донные организмы.

Источником теплового загрязнения служат подогретые сбросные воды теплоэлектростанций и промышленности. Повышение температуры природных вод изменяет естественные условия для водных организмов, снижает количество растворенного кислорода, изменяет скорость обмена веществ. Многие обитатели рек, озер или водохранилищ гибнут, развитие других подавляется.

Еще несколько десятилетий назад эагрязненные воды представляли собой как бы острова в относительно чистой природной среде. Сейчас картина изменилась, образовались сплошные массивы загрязненных территорий.

Нефтяное загрязнение Мирового океана, несомненно, есть самое распространенное явление. От 2 до 4% водной поверхности Тихого и Атлантического океанов постоянно покрыто нефтяной пленкой. В морские воды ежегодно поступает до 6 млн. т нефтяных углеводородов. Почти половина этого количества связана с транспортировкой и разработкой месторождений на шельфе. Континентальное нефтяное загрязнение поступает в океан через речной сток.

Реки мира ежегодно выносят в морские и океанические воды более 1,8 млн. т нефтепродуктов.

В море нефтяное загрязнение имеет различные формы. Оно может тонкой пленкой покрывать поверхность воды, а при разливах толщина нефтяного покрытия вначале может составлять несколько сантиметров. С течением времени образуется эмульсия нефти в воде или воды в нефти. Позже возникают комочки тяжелой фракции нефти, нефтяные агрегаты, которые способны долго плавать на поверхности моря. К плавающим комочкам мазута прикрепляются разные мелкие животные, которыми охотно питаются рыбы и усатые киты. Вместе с ними они заглатывают и нефть. Одни рыбы от этого гибнут, другие насквозь пропитываются нефтью и становятся непригодны для употребления в липцу из-за неприятного запаха и вкуса.

Все компоненты нефти токсичны для морских организмов. Нефть влияет на структуру сообщества морских животных. При нефтяном загрязнении изменяется соотношение видов и уменьшается их разнообразие. Так, обильно развиваются микроорганизмы, питающиеся нефтяными углеводородами, а биомасса стих микроорганизмов ядовита для многих морских обитателей. Доказано, что очень опасно длительное хроническое воздействие даже небольших концентраций нефти. При этом постепенно падает первичная биологическая продуктивность моря. У нефти есть еще одно неприятное побочное свойство. Ее углеводороды способны растворять в себе ряд других загрязняющих веществ, таких, как пестициды, тяжелые металлы, которые вместе с нефтью концентрируются в приповерхностном слое и еще более отравляют его. Ароматическая фракция нефти содержит вещества мутагенной и канцерогенной природы, например бензпирен. Сейчас получены многочисленные доказательства наличия мутагенных эффектов загрязненной морской среды. Бензпирен активно циркулирует по морским пищевым цепочкам и попадает в пищу людей.

Наибольшие количества нефти сосредоточены в тонком приповерхностном слое морской воды, играющем особенно важную роль для различных сторон жизни океана. В нем сосредоточено множество организмов, этот слой играет роль «детского сада» для многих популяций. Поверхностные нефтяные пленки нарушают газообмен между атмосферой и океаном. Претерпевают изменения процессы растворения и выделения кислорода, углекислого газа, теплообмена, меняется отражательная способность (альбедо) морской воды.

Хлорированные углеводороды, широко применяемые в качестве средств борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства, с переносчиками инфекционных болезней, уже многие десятилетия вместе со стоком рек ичерез атмосферу поступают в Мировой океан. ДДТ и его производные, полихлорбифенилы и другие устойчивые соединения этого класса сейчас обнаруживаются повсюду в Мировом океане, включая Арктику и Антарктику.

Они легко растворимы в жирах и поэтому накапливаются в органах рыб, млекопитающих, морских птиц. Будучи ксенобиотиками, т. е. веществами полностью искусственного происхождения, они не имеют среди микро- организмов своих «потребителей» и поэтому почти не разлагаются в природных условиях, а только накапливаются в Мировом океане. Вместе с тем они остротоксичны, влияют на кроветворную систему, подавляют ферментативную активность, сильно влияют на наследственность.

Вместе с речным стоком в океан поступают и тяжелые металлы, многие из которых обладают токсичными свойствами. Общая величина речного стока составляет 46 тыс. км воды в год. Вместе с ним в Мировой океан поступает до 2 млн. т свинца, до 20 тыс. т кадмия и до 10 тыс. т ртути. Наиболее высокие уровни загрязнения имеют прибрежные воды и внутренние моря. Немалую роль в загрязнении Мирового океана играет и атмосфера. Так, например, до 30% всей ртути и 50% свинца, поступающих в океан ежегодно, переносится через атмосферу.

По своему токсичному действию в морской среде особую опасностьпредставляет ртуть. Под влиянием микробиологических процессов токсичная неорганическая ртуть превращается в гораздо более токсичные орга- нические формы ртути. Накопленные благодаря биоаккумуляции в рыбе или в моллюсках соединения метилированной ртути представляют прямую угрозу жизни и здоровью людей. Вспомним хотя бы печально известную болезнь «минамато», получившую название от японского залива, где так резко проявилось отравление местных жителей ртутью. Она унесла немало жизней и подорвала здоровье многим людям, употреблявшим в липцу морские продукты из этого залива, на дне которого накопилось немало ртути от отходов близлежащего комбината.

Ртуть, кадмий, свинец, медь, цинк, хром, мышьяк и другие тяжелые металлы не только накапливаются в морских организмах, отравляя тем самым морские продукты питания, но и самым пагубным образом влияют на обитателей моря. Коэффициенты накопления токсичных металлов, т. е. концентрация их на единицу веса в морских организмах по отношению к морской воде, меняются в широких пределах - от сотен до сотен тысяч, в зависимости от природы металлов и видов организмов. Эти коэффициенты показывают, как накапливаются вредные вещества в рыбе, моллюсках, ракообразных, планктонных и других организмах.

Масштабы загрязнения продуктов морей и океанов так велики, что во многих странах установлены санитарные нормы на содержание в них тех или других вредных веществ. Интересно отметить, что при концентрации ртути в воде, только в 10 раз большей ее естественного содержания, загрязнение устриц уже превышает норму, установленную в некоторых странах. Это показывает, как близок тот предел загрязнения морей, который нельзя переступить без вредных последствий для жизни и здоровья людей.

Однако последствия загрязнения опасны прежде всего для всех живых обитателей морей и океанов. Эти последствия разнообразны. Первичные критические нарушения в функционировании живых организмов под действием загрязняющих веществ возникают на уровне биологических эффектов: после изменения химического состава клеток нарушаются процессы дыхания, роста и размножения организмов, возможны мутации и канцерогенез; нарушаются движение и ориентация в морской среде. Морфологические изменения нередко проявляются в виде разнообразных патологий внутренних органов: изменений размеров, развития уродливых форм. Особенно часто эти явления регистрируются при хроническом загрязнении.

Все это отражается на состоянии отдельных популяций, на их взаимоотношениях. Таким образом возникают экологические последствия загрязнения. Важным показателем нарушения состояния экосистем является изменение числа высших таксонов - рыб. Существенно изменяется фотосинтезирующее действие в целом. Растет биомасса микроорганизмов, фитопланктона, зоопланктона. Это характерные признаки эвтрофикации морских водоемов, особенно они значительны во внутренних морях, морях закрытого типа. В Каспийском, Черном, Балтийском морях за последние 10-20 лет биомасса микроорганизмов выросла почти в 10 раз. В Японском море сущим бедствием стали «красные приливы», следствие эвтрофикации, при которой бурно развиваются микроскопические водоросли, а затем исчезает кислород в воде, гибнут водные животные и образуется огромная масса гниющих остатков, отравляющих не только море, но и атмосферу.

Загрязнение Мирового океана приводит к постепенному снижению первичной биологической продукции. По оценкам ученых, она сократилась к настоящему времени на 10%. Соответственно этому снижается и ежегодный прирост других обитателей моря.

Каким можно ожидать ближайшее будущее для Мирового океана, для важнейших морей?

В целом для Мирового океана ожидается на ближайшие 20-25 лет рост его загрязнения в 1,5-3 раза. Соответственно этому будет ухудшаться и экологическая ситуация. Концентрации многих токсических веществ могут достигнуть порогового уровня, затем наступит деградация естественной экосистемы. Ожидается, что первичная биологическая продукция океана может понизиться в ряде крупных районов на 20-30% по сравнению с нынешней.

Сейчас уже ясен путь, который позволит людям избежать экологического тупика. Это безотходные и малоотходные технологии, превращение отходов в полезные ресурсы. Но потребуются десятилетия для воплощения идеи в жизнь.

Список литературы

Ю.А. Израэль, Ф.Я. Ровинский «Берегите биосферу», Москва «Педагогика» 1987г.

Джон Куллини «Леса Моря», Ленинград, Гидрометеоиздат 1981г.

В.И. Артамонов «Растения и чистота природной среды», Москва «Наука», 1986г.

В.В. Плотников, «На перекрестках ЭКОЛОГИИ», Москва «Мысль» 1985г.

Понятие гидросферы

Существование биосферы и человека всегда было основано на использовании воды. Вода: является средой, в которой зародилась и продолжается жизнь; обеспечивает существование биосферы и человека; вместилище колоссальных биоресурсов (рыба, млекопитающие, моллюски и др); влияла на расселение человека, формирование и развитие цивилизации.

Человечество постоянно стремится к увеличению водопотребления, оказывая на гидросферу значительное многообразное давление.

Гидросфера - это прерывистая водная оболочка Земли, располагающаяся между атмосферой и твердой земной корой (литосферой) и включающая всю совокупность морей, океанов, озер, рек, болот и подземных вод.

Распределение водных масс в биосфере

Океаны и моря покрывают почти ¾ всей земной поверхности и содержат около 97 % всего количества воды на Земле. На долю пресной воды (необходима для обеспечения жизнедеятельности организмов), которая существует благодаря круговороту веществ, приходится лишь 3 %. Пресная вода содержится в ледниках (79%), из нее состоят подземные воды (20 %) и оставшийся 1 % приходится на долю воды участвующей в круговороте. Из количества воды, участвующей в круговороте - 52 % приходится на озера (52%), 38 и 8 % - это почвенная и атмосферная влага соответственно и по 1 % пресной воды приходится на реки и биологические воды в живых организмах.

Антропогенное воздействие на гидросферу проявляется в загрязнении и истощение поверхностных и подземных вод.

Загрязнение гидросферы

Загрязнение поверхностных и подземных вод - это снижение их биосферных функций и экологического значения в результате поступления в них вредных веществ.

Проявляется загрязнение в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, цвета, вкуса и др.), в увеличении содержания сульфитов, хлоридов, нитратов, тяжелых металлов, в сокращении растворенного кислорода, в появление радиоактивных элементов и болезнетворных бактерий и т.д.

Загрязнение вод может быть естественным (природным) и антропогенным (техногенным, искусственным). Естественное загрязнение вод происходит при извержении вулканов, разрушении берегов, при эрозионных процессах в почве, при засолении пресных вод солеными и др. Антропогенное загрязнение связано с хозяйственной деятельностью человека.

Основные источники загрязнения поверхностных и подземных вод

· Сброс неочищенных сточных вод (промышленные, коммунальные, коллекторно-дренажные) (таб. 4).

Таблица 4.

Объем сброса сточных вод в поверхностные водоемы России

(конец 90-х годов)

Отрасли хозяйства	Сброс сточных вод, млн. км 3	Из них загрязненных
Всего, млн. км 3	% от сброса сточных вод
Промышленность			24,1
В том числе: энергетика			4,4
Черная металлургия			71,5
Цветная металлургия			56,5
Химическая и нефтехимическая			82,1
Машиностроение и металлообработка			42,9
Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная			87,3
Строительных материалов			65,5
Сельское хозяйство			31,0
Транспорт			65,1
Жилищно-коммунальное хозяйство			91,1
Прочие отрасли экономики			66,9

Сточные воды оказывают наибольшее негативное воздействие на гидросферу.

· Смыв ядохимикатов (пестициды) и удобрений (минеральные и органические) ливневыми осадками. Попадание этих веществ в водоемы происходит при неправильном хранении и внесении в почву.

· Газодымовые выбросы (аэрозоли, пыль), содержащие твердые частицы, оксиды серы и азота, тяжелые металлы, углеводороды и др. Перечисленные вещества попадают в водные объекты в процессе механического оседания или с осадками.

· Утечка нефти и нефтепродуктов, которые происходят при авариях на нефтепроводах и нефтеналивных судах, при сбросе балластных вод с судов и др.

В подземные (грунтовые) воды загрязняющие вещества проникают при просачивании в почву промышленных и коммунально-бытовых стоков из хранилищ, отстойников, по неисправным скважинам, через карстовые воронки и т.д. При этом грунтовые воды имеют самый низкий коэффициент самоочищения.

Главные загрязнители воды

1. Химические - кислоты, щелочи, соли, нефть и нефтепродукты, диоксины, пестициды, тяжелые металлы, фенолы, аммонийный и нитратный азот, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ).

От химических загрязнителей, как правило, полного самоочищения загрязненных вод не происходит. При осаждении на дно водоемов или при фильтрации в грунтовые воды вредные химические вещества сорбируются частицами пород, окисляются и восстанавливаются, выпадают в осадок и т.д. Очаг химического загрязнения подземных вод в сильно проницаемых грунтах может распространяться до 10 км и более.

2. Биологические - вирусы, бактерии (в том числе и болезнетворные), водоросли, дрожжевые и плесневые грибки. Этот вид загрязнений носит обычно временный характер.

3. Физические - радиоактивные элементы, тепло, органолептические (изменяющие цвет, запах), шлам, песок, ил, глина.

4. Механические - твердые промышленные и бытовые отходы (мусор).

В России, обладающей самым высоки водным потенциалом (30 000 км3 в год на человека), 70 % рек и озер утратили свои качества из-за загрязнения. В акваторию Байкала ежегодно сбрасывается 85000 т. нефтепродуктов, 750 т. нитратов, 13 000 т. хлоридов и других загрязнителей.

Экологические последствия загрязнения гидросферы

Как в пресноводных, так и в морских экосистемах происходит: нарушение устойчивости водных экосистем и пищевых пирамид, микробиологическое загрязнение, «цветение воды» (вызывается эвтофикацией), накопление химических токсинов в биоте, снижение биологической продуктивности, возникновение мутагенеза и канцерогенеза.

Эвтрофикация - процесс обогащения водоемов питательными веществами (азот, фосфор, калий и др.), при котором создаются благоприятные условия для развития фитопланктона (сине-зеленые водоросли и другие водные растения) и вода начинает «цвести» (приобретает зеленую, желто-бурую, красную окраску). При этом массовый рост, размножение и дальнейшее отмирание фитопланктона сопровождаются потреблением растворенного в воде кислорода и накоплением ядовитых веществ – сероводорода и углекислоты и др. При этом резко ухудшается качество воды, гибнет от заморов рыба.

Процессы антропогенной эвтрофикации происходят на Великих Американских озерах, Ладожском озере, у берегов Индии, Австралии, Японии, Черного моря и др.

Загрязненные подземные воды могут распространяться вниз по течению потока на расстояния до 20-30 км и более от источника загрязнения. Что может создать реальную угрозу для питьевого водоснабжения. Кроме того, загрязнение подземных вод может негативно сказаться и на экологическом состоянии поверхностных вод, атмосферы, почв и других компонентов природной среды. Например, загрязняющие вещества, находящиеся в подземных водах, могут выноситься фильтрационным потоком в поверхностные водоемы и загрязнять их.

Сегодня каждый пятый человек в мире не имеет в своем распоряжении чистой питьевой воды. Каждый второй употребляет воду, не прошедшую адекватной очистки.

Около 2 млрд. человек живут в неудовлетворительных санитарных условиях, 3 млн. детей умирают ежегодно от употребления зараженной болезнетворными микроорганизмами воды, 80 % болезней в развивающихся странах происходит от грязной воды.

Истощение гидросферы и

его экологические последствия

Истощение поверхностных и грунтовых вод - это недопустимое сокращение их запасов в пределах определенной территории (для подземных вод) или уменьшение минимально допустимого стока (для поверхностных вод).

Истощение поверхностных вод - это результат безвозвратного изъятия вод на орошение, промышленное производство, коммунально-бытовые нужды и т.д.

Истощение подземных вод обычно является результатом интенсивной добычи подземных вод в районах водозаборов, а также значительного водоотлива при строительстве шахт и карьеров. Это приводит к нарушению взаимосвязи поверхностных и грунтовых вод. Истощение подземных вод приводит к ухудшению речного стока, иссушению родников, небольших рек, иссушению территорий и гибели растительности.

В 1999 г. в программе ООН по окружающей среде (ЮНЕП) сообщается о том, что нехватка воды станет одной из самых насущных проблем нового тысячелетия. Более 1 млрд. человек не имеют в настоящий момент постоянного доступа к пресной воде. Подсчитано, что к 2050 г. не менее 2 млрд. человек будут жить в регионах с серьезной нехваткой воды.

Больших затрат воды требуют сельское хозяйство и промышленность. На долю сельского хозяйства приходится около 70 % потребляемой человеком воды. Доля водопотребления промышленности за 20 век возросла в десять раз.

В России поверхностный сток воды распределяется крайне неравномерно. Около 90 % выносится в Северный Ледовитый и Тихий океаны, а на бассейны внутреннего стока (Каспийское и Азовское море), где проживает свыше 65 % населения России, приходится менее 8% общего годового стока. Сток многих малых рек, особенно на европейской части России, снизился более чем на половину.

Ярким примером истощения поверхностных вод является регрессия Аральского моря, произошедшая в результате перезабора на хозяйственные цели большого количества воды из впадающих в него рек - Амурдарьи и Сырдарьи. Осушенное дно становится источником пыли и солей.

Неоднозначным является вопрос со строительством водохранилищ. Создание крупных водохранилищ приводит к разнонаправленным последствиям в окружающей среде (таб. 5).

Таблица 5.

Экологические последствия создания водохранилищ

Кроме того, перегораживание русла водотоков плотинами при создании водохранилищ чревато негативными последствиями для большинства гидробионтов (оказываются недоступными нерестилища, ухудшается естественное воспроизводство многих рыб).

Состояние гидроресурсов

на территории Омской области

Главной водной магистралью области является река Иртыш. Иртыш является притоком реки Обь. Вся длина Иртыша от истока до впадения в Обь 4370 км. Исток Иртыша находится в хребтах Монгольского Алтая. В переводе с тюркского слово ²Иртыш² означает ²землерой² (река в верхнем течении стремительно спускается с гор и с силой размывает берега). Протекая на территории Омской области на протяжении 1174 км, Иртыш имеет все черты, характерные для равнинных рек: правый берег высокий, крутой, нередко изрезанный оврагами, левый - пологий, переходит в равнину. Глубина реки может достигать - 15 м. Скорость течения до 1,5 м/сек. В летние месяцы температура воды в Иртыше - +19 - +20ºС. Иногда достигает +26 - +29ºС. Толщина льда в зимнее время достигает 1 и более метров. Ширина русла на юге Омской области со­ставляет 600 – 700 м, на севере – 900 – 1000 м.

Река Иртыш, как все реки Омской области имеет смешенное питание с преобладанием дождевой и снеговой воды. Летом и осенью большое значение имеют воды из больших водораздельных болот, которые приносятся в Иртыш его притоками.

Единственный приток Иртыша в южной половине области - река Омь (в переводе с тюркского её название означает ²тихая, спокойная²). Она вытекает из западной части Бакчаровского болота (Васюганские болота) в Новосибирской области в 150 км от реки Оби. Омь имеет общую длину 1091 км, но по территории Омской области протекает лишь на расстоянии 294,7 км.

Наиболее крупные притоки Иртыша в северной половине области (имеют протяжённость более 160 км) - Тара, Оша, Ишим, Шиш, Туй, Уй, Бича.

Общая длина речной сети в области превышает 19000 км.

В области более 16 тыс. озёр, в том числе 245 солёных. Крупных озёр 12.

Наиболее крупные озёра находятся в Крутинском районе. Самое большое - Салтаим. Площадь водного зеркала 146 км2. Западнее Салтаима расположено озеро Тенис. Площадь водного зеркала 124 км2. Самое маленькое в этой системе озер - озеро Ик. Площадь водного зеркала - 71,4 км2. Озера рыбные, в них разводят такие виды ценных рыб, как пелядь, рипус, карп.

Озера степной и лесостепной зон области, в основном соленые с минерализацией от 5 г/л до 19 г/л и потому являются непригодными для целей орошения и рыборазведения. Тридцать озер имеют целебные грязи.

Болота занимают примерно 25,7 % территории Омской области. Больше всего болот сконцентрировано на севере в Большеуковском, Тевризском, Тарском, Знаменском, Муромцевском районах. Помимо этого, значительно, заболоченна центральная часть области в Тюкалинском, Большереченском, Называемском районах.

Кроме того, в Омской области имеются значительные ресурсы подземных вод. Пресные грунтовые воды, как правило, залегают до глубины 61-250 м, ниже они переходят в солоноватые воды и рассолы. Основные ресурсы подземных вод сосредоточены в северных районах.

Также в области разведаны месторождения минеральных и йодо-бромных вод используемых в лечебных целях.

Основной проблемой водных ресурсов Омской области является их загрязнение сточными водами промышленных предприятий и жилищно-коммунального хозяйства (86 %). По объему сброса загрязненных сточных вод город Омск стоит на 9 месте по России. В водные объекты области в зависимости от объема производства поступает до 269 млн. м3 загрязненных сточных вод, в том числе в городе - 230 млн. м3 , из которых 86 % - неочищенных или недостаточно очищенных.

Свою лепту в загрязнение поверхностных вод Омского Прииртышья вносит также речной флот и мелиорация. Загрязнение при мелиорации происходит в результате того, что основной фонд дачных участков находится в долине Иртыша (часто в пределах 2-3 километровой зоны), а орошение этих территорий вызывает интенсивный снос в водоемы больших объемов различных удобрений и ядохимикатов. А в некоторых случаях эти загрязняющие вещества, попадают в водную среду с дренажными водами.

Бедствием для малых рек и озер является размещение на их берегах животноводческих ферм, нефтебаз, автозаправочных станций, дачных участков, стихийных свалок и ряд др.

Если Иртыш за счет большой массы воды, течения, фильтрующей способности песка, солнечной радиации и объема поступающего в воду кислорода как-то способен сопротивляться и бороться с загрязнением, то у малых рек, и озер нет такой возможности.

Качественный состав речных вод в сельской местности формируется под влиянием загрязнений, поступающих с поверхностными стоками. Дождевые и талые воды обеспечивают поступление в водоемы значительных масс азота и фосфора, минеральных и органических удобрений, что приводит к эвтрофикации Заморы рыбы от недостатка кислорода в воде стали частым явлением в наших водоемах. Так, в 1991 году на озере Ик погибло более 120 тонн рыбы.

Степень загрязнения рек области в ряде районов характеризуется как чрезвычайно высокая. В Иртыше и малых реках обнаружены соединения тяжелых металлов, нефтепродукты, фенолы, пестициды, которые поступают в водоемы с отходами предприятий, бытовыми и сельскохозяйственными сточными водами.

Не лучше обстоит дело и с грунтовыми водами. Грунтовые воды в Омской области залегают на небольшой глубине. Вдоль Иртыша, Оми, Тары грунтовые воды залегают на глубине 5-10 м, в южной части 5-15 м, в центральной части 1-3 м. Основными источниками загрязнения подземных вод являются свалки, подземная канализация, утечка бензина на автозаправочных станциях, пестициды и удобрения, применяемые на полях и индивидуальных садовых участках, а также соль, которой посыпают дороги в зимнее время.

Согласно данным областного мониторинга и санитарно-эпидемиологического надзора, вода в Иртыше за последние годы оценивается как «грязная» и «очень грязная». Высокие концентрации вредных веществ отмечаются на всем протяжении Иртыша, начиная от границы с Казахстаном до села Усть-Ишим.

Притоки Иртыша, на которых проводился водный мониторинг, также подвержены химическому и биологическому загрязнению. Так р. Омь содержит в своих водах нефтепродукты, фенолы, цинк, соединения железа, меди, марганца в концентрациях превышающих ПДК. Продолжается загрязнение северных рек.

Угроза выноса загрязняющих веществ в Иртыш исходит и со стороны г. Павлодара (Казахстан), где расположены: химический комбинат, алюминиевый и нефтеперерабатывающий заводы.

Защита гидросферы

В целях предотвращения загрязнения и истощения поверхностных и грунтовых вод применяют следующие мероприятия.

· Экономное расходование воды.

В сельском хозяйстве для экономии воды применяют различные приемы снегозадержания (за счет полезащитных лесных полос, устройства снежных валов и др.) и экономного полива почв (дождевание, капельный метод). Благодаря методам экономного полива почв экономия воды может достигать 60 %

В промышленности экономия воды достигается путем совершенствования технологического процесса и внедрения оборотного водоснабжения. При оборотном водоснабжении сточные воды не выбрасываются в реку, а тут же на предприятии подвергаются очистке и возвращаются в производство. Этим достигается экономия свежей воды и одновременно предотвращается загрязнение рек или других водных объектов.

· Разработка условий спуска сточных вод в водоемы, которые основаны на санитарно-гигиенических требованиях, предъявляемых к качеству воды.

За основу качества воды берутся нормы соблюдения ПДК загрязняющих веществ, сброшенных в водоемы.

· Совершенствование методов очистки сточных вод.

К основным способам очистки сточных вод относятся: механическая (для удаления грубодисперсных и мелкодисперсных примесей), физико-химическая (для удаления из сточных вод растворенных примесей органических и неорганических веществ с помощью химических реагентов) и биологическая (разрушение растворенных примесей органических веществ культурами микроорганизмов) очистки. Указанные методы зачастую применяются в комплексе. Для ликвидации бактериального загрязнения сточных вод применяют обеззараживание (дезинфекция).

· Создание водоохранных зон (ширина от 100 до 300 м и более) и соблюдение в них специального режима предусматривающего ограничение хозяйственной деятельности.

Водоохранные зоны создаются на всех водных объектах, но особенно актуально это мероприятие для сохранения малых рек. В пределах этих зон запрещается распашка земель, выпас скота, строительные работы и др.

· Закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты (подземное захоронение).

При этом способе нет необходимости в очистке и обезвреживании сточных вод.

· Регулирование режима водозабора подземных вод.

· Рациональное размещение водозаборов по площади.

· Определение величины эксплуатационных запасов как предела их рационального использования.

· Введение кранового режима эксплуатации самоизливающихся артезианских скважин и др.

· Организация зон санитарной охраны на территориях вокруг источников централизованного питьевого водоснабжения, с целью исключения возможности загрязнения подземных вод.

· Использование дренажа и длительной откачки загрязненных подземных вод с целью ликвидации очага загрязнения.

· Издание природоохранных актов направленных на охрану вод от загрязнения и истощения.

Так, например, в РФ, согласно закона «Об охране окружающей природной среды» и водного законодательства, запрещается бесконтрольный сброс в водоемы производственных, бытовых и других видов отходов и отбросов, а также эксплуатация предприятий не обеспеченных водоочистными сооружениями.